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根據(jù)一項(xiàng)新的研究,一種被稱作盤基網(wǎng)柄菌(Dictyosium discoideum)的變形蟲產(chǎn)生能夠殺死細(xì)菌的胞外DNA網(wǎng)狀結(jié)構(gòu),正如人和其他高等動(dòng)物體內(nèi)的吞噬細(xì)胞所做的那樣。
盤基網(wǎng)柄菌是黏菌的一種,雖然名字中帶個(gè)“菌”字,卻并不是通常所說的細(xì)菌,而是一種真核生物。它通常以單細(xì)胞形態(tài)存在,以細(xì)菌為食物,當(dāng)食物短缺時(shí),成百上千的盤基網(wǎng)柄菌就向周圍發(fā)送信號(hào),即環(huán)腺苷酸(cAMP)分子。收到信號(hào)的盤基網(wǎng)柄菌也向其周圍發(fā)送同樣的信號(hào),通過互相收發(fā)信號(hào),它們自發(fā)集合在一起,形成一種莖狀結(jié)構(gòu),集體遷徙到別的地方。這種莖狀結(jié)構(gòu)的頂端存在著大量孢子,這些孢子能夠被風(fēng)吹到食物更加豐富的環(huán)境中。在這些形成這種合作性結(jié)構(gòu)的盤基網(wǎng)柄菌中,大約80%變成孢子;大約20%形成這種莖,以犧牲它們自己的存活和繁殖為代價(jià),換取那80%成功地存活和繁殖。
在這項(xiàng)新的研究中,研究人員發(fā)現(xiàn),還存在第三種細(xì)胞群體,大約占其中的1%,它們維持著盤基網(wǎng)柄菌典型的吞噬功能。相關(guān)研究結(jié)果于2016年3月1日發(fā)表在Nature Communications期刊上,論文標(biāo)題為“Social amoebae trap and kill bacteria by casting DNA nets”。
論文共同作者、瑞士日內(nèi)瓦大學(xué)Thierry Soldati博士在一份新聞稿中說,“這zui后的一部分是由被稱作崗哨細(xì)胞(sentinel cell)的細(xì)胞組成的。它們組成這種變形蟲原始的先天免疫系統(tǒng),發(fā)揮著與動(dòng)物體內(nèi)的免疫細(xì)胞一樣的作用。確實(shí),它們也利用吞噬作用和DNA網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)消滅危害這種變形蟲存活的細(xì)菌。”
人類先天免疫系統(tǒng)中的吞噬細(xì)胞能夠吞噬細(xì)菌,然后利用活性氧攻擊它們,從而殺死它們,或者釋放由它們自己的DNA形成的被稱作嗜中性粒細(xì)胞胞外陷阱(Neutrophil Extrocellular Trap, NET)的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu),然后就能夠在胞外環(huán)境中捕獲和殺死細(xì)菌。盤基網(wǎng)柄菌在它們所在的環(huán)境中也能夠類似地吞噬細(xì)菌。在這項(xiàng)研究中,Soldati和他的日內(nèi)瓦大學(xué)和美國貝勒醫(yī)學(xué)院同事們發(fā)現(xiàn)當(dāng)遭受到細(xì)菌或脂多糖的威脅時(shí),盤基網(wǎng)柄菌的崗哨細(xì)胞也能夠產(chǎn)生基于DNA的胞外網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)。再者,干擾這種過程能夠降低這種細(xì)胞群體清除細(xì)菌感染的能力。
Soldati和他的同事們?cè)谒麄兊恼撐闹姓f,“我們的研究結(jié)果證實(shí)盤基網(wǎng)柄菌是一種強(qiáng)有力的模式生物,可以用來研究細(xì)胞先天免疫機(jī)制的進(jìn)化和保守,而且也提示著作為先天免疫防御的這些基于DNA的胞外網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的起源早于多細(xì)胞動(dòng)物(metazoan)的出現(xiàn)。”