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免疫功能换取繁殖成功

深海琵琶鱼采用了令人难以置信的繁殖策略。矮小的雄性会永久依附于相对巨大的雌性,融合它们的组织,然后建立共同的血液循环。通过这种方式,雄性变得完全依赖雌性来提供营养,就像母亲子宫中发育中的胎儿或移植患者的供体器官一样。在琵琶鱼中,这种不寻常的现象被称为性寄生,并有助于这些生活在深海广阔空间中的动物成功繁殖,否则雌性和雄性很少相遇。

雄性对雌性的永久依附代表了一种解剖学上的连接形式,这在自然界中是未知的,除了在基因相同的双胞胎中很少发生。免疫系统是一个非常大的障碍。它攻击外来组织,因为它会破坏被病原体感染的细胞。看看人类器官移植的困难,这需要供体和受体组织类型的仔细交叉匹配,以及免疫抑制药物,以确保器官移植物的长期存活。但是,当可能出现组织排斥反应时,琵琶鱼怎么可能如此容易地接受彼此呢?

自 1920 年冰岛渔业生物学家发现第一对寄生虫以来,性寄生现象一直是一个存在了 100 年的谜团。现在,德国和美国的科学家解决了这个百年难题,并报告了他们的研究结果。科学杂志《科学》上的发现。

免疫系统的关键功能被消除

几年前,医生Thomas Boehm德国弗莱堡马克斯·普朗克免疫生物学和表观遗传学研究所的免疫学家和免疫学家西奥多·W·皮奇 (Theodore W. Pietsch) 是一位鱼类学家,也是西雅图华盛顿大学的国际知名琵琶鱼专家,他们着手研究不同琵琶鱼的基因组物种。他们首先研究了主要组织相容性 (MHC) 抗原的结构。这些分子存在于人体细胞表面,当细胞被病毒或细菌感染时,它们会向免疫系统发出警报。为了确保所有病原体都被有效识别,MHC 分子极其多变,以至于很难在一个物种的任何两个个体中找到相同或接近相同的形式。

有趣的是,研究人员发现,使用永久附着物的琵琶鱼在编码这些 MHC 分子的基因中基本上是贫乏的,就好像它们已经取消了免疫识别以支持组织融合。“除了这种不寻常的 MHC 基因群外,我们还发现杀伤性 T 细胞的功能,通常在器官排斥过程中积极消除受感染的细胞或攻击外来组织,即使没有完全丧失,也被严重削弱了。这些发现暗示了琵琶鱼的免疫系统在数以万计的脊椎动物物种中非常不寻常的可能性,”该研究的第一作者、免疫生物学和表观遗传学 MPI 的 Jeremy Swann 说。

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