康斯坦茨大学的细胞生物学家阐述了最近人类免疫系统的进化过程，并在科学期刊《Current Biology》杂志上发表了他们的发现。在公共基因组数据的推动下，这项工作提供了证据，即受体分子CEACAM3的遗传改变与抵御特定病原微生物的能力有关。
像秘密活动的专业窃贼一样，细菌病原体也需要正确的工具套件潜入并在我们的身体中建立自己。在这方面，一些微生物是极端专家，仅感染单一宿主生物。这个小组包括淋球菌和病原体流感嗜血杆菌，它们仅在人类中发现。这两种病原体都具有超越人体各种防御机制的能力，以便将自身附着在粘膜上。
最近康斯坦茨大学细胞生物学家Christof Hauck教授的实验室最近开展的工作，现在在科学杂志“当代生物学”中展示，我们的身体对这些高度专业化的细菌也无能为力。在我们的免疫系统的吞噬细胞上发现了一种特异性识别和破坏病原体如淋球菌的受体。令人惊讶的是，这种名为CEACAM3的专门病原体检测器仅存在于人类和动物王国中最亲近的亲属，如黑猩猩，大猩猩和恒河猴：来自Christof Hauck的Jonas Adrian和Patrizia Bonsignore小组筛选了各种灵长类动物的基因组。 CEACAM3的存在。他们只能在更高度进化的猿类中找到CEACAM3样受体，但不能在狐猴或其他基础猴中发现。
“这一发现表明，这种受体分子最近才出现在灵长类动物的进化史上，”豪克说。各种类人猿之间这种受体的比较进一步揭示了CEACAM3的进化速度惊人。这种快速发展可以通过受体作为对特化细菌的防御的功能来解释：细菌表面上允许病原体逃避这种免疫监视的任何变化将在世代的过程中通过CEACAM3的相应变化进行匹配。 。 “结果是一种分子军备竞赛，其中有时微生物有边缘，有时免疫系统有，”Christof Hauck解释道。
看看CEACAM3的全球多样性表明我们正处于持续竞争中。 “在一些人群中，例如在非洲大陆，存在这种受体的变体。近年来，只有通过全球数据收集才能对人群基因组进行详细的了解，”Jonas Adrian解释道。考虑到CEACAM3的功能，可以合理地假设这些CEACAM3变体具有检测和消除其他病原体的潜力。为了对这个假设进行测试，Adrian和Bonsignore对受体变体和各种细菌病原体进行了结合研究。首先，他们根据在特定人群中发现的变体修饰常规CEACAM3分子。然后，他们在实验室中产生了这些变体，并特别使它们与各种病原体接触以分析它们的结合。通过这种方法，科学家们能够证明这些CEACAM3变体可以检测出其他病原体，包括流感嗜血杆菌。因此，虽然大多数人可以在CEACAM3的帮助下控制专门的病原体，但CEACAM3变体的人能够携带更多的细菌。
人类和微生物之间持续的竞争令人印象深刻地证明了进化机制如何塑造了人类基因组。 CEACAM3的异常快速发展表明，这种精确的病原体检测器有利于我们的灵长类动物祖先保持其对高度专业化的病原体的基础。
资讯出处：New insights into development of the human immune system
原始出处：Jonas Adrian, Patrizia Bonsignore, Sebastian Hammer, Tancred Frickey, Christof R. Hauck. Adaptation to Host-Specific Bacterial Pathogens Drives Rapid Evolution of a Human Innate Immune Receptor. Current Biology, 2019; DOI: 10.1016/j.cub.2019.01.058