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昆虫和植物具有重要的古代防御机制,可以帮助它们对抗病毒。这是在他们的DNA中编码的。长期以来,科学家一直认为脊椎动物 - 包括人类 - 也有同样的机制。但比利时KU Leuven(鲁汶大学)的研究人员发现,脊椎动物在其进化过程中失去了这一特殊资产。
我们DNA中编码的可能性通过RNA表达。相反,RNA干扰(RNAi)也可以抑制特定基因的表达。昆虫和植物利用这种RNAi机制来抵御病毒等。只需一点帮助,昆虫和植物甚至可以通过这种RNAi机制对某些疾病产生抗性。例子包括所谓的转基因作物。
那么,假设人类可以以类似的方式受到特定疾病的保护似乎是合乎逻辑的。然而,过去的实验证明这是一项挑战。来自KU Leuven动物生理学和神经生物学部门的研究人员现在已经证明了为什么会出现这种情况。
KU Leuven研究员Niels Wynant研究了Argonaute蛋白,它在RNAi过程中起着重要作用。“在第一阶段,我们比较了来自不同重要动物群体的40多种生物体的DNA。这是第一次研究这样一个多样化的群体。我们花了很长时间才找到这些生物体中的Argonaute蛋白质。我们还发现存在三种不同类型的Argonautes,每种都具有特定的生物学作用,“Wynant解释说。
“这三种类型中有两种对我们的研究特别重要:AGO1和AGO2.AGO1家族在调节自身基因表达中发挥作用。这些蛋白质有助于确定DNA中编码的特征实际表达.AGO2家族需要护理防病毒。然而,我们没有在脊椎动物中发现这些AGO2蛋白。“
研究人员还通过检查两种古老动物物种海绵和刺胞动物的DNA来及时回溯。他们在这些动物的基因组中发现了AGO2蛋白。鉴于脊椎动物和人类从这些生物体中下降,它们的共同祖先也必须具有AGO2类型。“我们怀疑当脊椎动物开始发展其中抗体,干扰素和T细胞而不是Argonaute蛋白质对抗病毒的二次免疫系统时,AGO2蛋白失去了重要性。”
在第二阶段,研究人员检查了Argonaute蛋白质随时间演变的速度。“对抗病毒的Argonautes必须能够快速进化,因为病毒也在不断适应。”Niels Wynant说。“在无脊椎动物中,我们注意到AGO2蛋白质确实比它们的AGO1蛋白质进化得快得多。我们没有看到这种快速进化的群体在脊椎动物中。”
这些发现首次解释了为什么RNAi对抗昆虫疾病的效率高于人类。
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