每当我们打电话、发短信或看视频时，手机电池里储存的一些能量就会耗尽。活细胞还以“货币”的形式储存能量，以便在需要时兑换，为生命过程提供燃料。地球上所有生物的主要能量货币——可以说是为生命世界提供动力的锂电池——是一种被称为ATP的分子。
但是，尽管用ATP分子给电池充电是至关重要的，但现在已经发现，将它们放电也同样至关重要，甚至可以挽救生命。在今天发表在《细胞》杂志上的一项研究中，魏茨曼科学研究所的研究人员描述了一种新的蛋白质家族，这种蛋白质可以消耗细胞的能量，从而保护细胞免受入侵者的侵害。
科学家们表明，这种以前未知的免疫机制不仅存在于单细胞生物中。它经历了超过10亿年的进化，被许多生物所利用，从珊瑚到蜜蜂。
这种新发现的策略是最近发现的细菌对抗噬菌体(攻击细菌的病毒)的100多种复杂机制中的最新一种。其中许多机制是在魏茨曼分子遗传学系Rotem Sorek教授的实验室中发现和描述的。
就像攻击我们的病毒一样，噬菌体也由少量蛋白质和大量遗传物质(dna或rna)组成，它们将这些物质注入它们所接管的细菌中。完成这项任务后，这些病毒利用细菌的细胞机制一遍又一遍地复制自己。当它们耗尽单个细菌的资源时，它们撕破其膜，爆发并扩散到整个细菌群落。
在他们的研究中，研究人员把注意力集中在一个引起他们注意的基因上——这个基因神秘地使噬菌体丧失了自我复制和感染其他菌落的能力。科学家们透露，这个神秘的基因编码了一种蛋白质，这种蛋白质可以切割并永久地破坏ATP分子，从而使入侵的噬菌体无法获得繁殖所需的能量。
结果是一种有效的免疫策略。研究人员推断，该基因在细菌免疫系统中起着关键作用:没有它，感染细菌的噬菌体复制速度提高了100倍。
“降低细胞中ATP的水平是一种简单而聪明的策略，”Sorek实验室研究小组的负责人franois Rousset博士说。“噬菌体在没有能量的情况下无法复制，对细菌来说，最好是耗尽自己的电池，防止噬菌体复制并扩散到其他菌落。”
研究人员还发现，在某些情况下，耗尽ATP会影响噬菌体的控制系统，导致它在有机会复制之前过早地破坏细菌细胞膜。这可以防止对蜂群造成更大范围的破坏。
令人惊讶的是，这种策略比人们想象的要普遍得多。科学家们扫描了成千上万种细菌的基因组数据库，发现了1000多个以类似方式工作的免疫基因。
此外，他们惊讶地发现一个蛋白质家族具有消耗atp的能力，到目前为止，人们甚至不知道这个蛋白质家族属于免疫系统。这表明研究人员已经发现了一种新的免疫策略，这种策略存在于数百种不同的细菌中，并赋予它们有效的病毒保护。
然而，这项研究并没有止步于细菌。科学家们进行了一项全面的分析，表明更高级的生物——真菌、蜜蜂等昆虫、珊瑚、海绵和许多其他生物——也能产生切割atp的免疫蛋白质。尽管这种类型的免疫蛋白在人类中并不存在，但研究人员认为，它是构成我们先天免疫系统的蛋白质的古老前身。
Sorek说:“在过去的几年里，许多研究都利用先进生物免疫系统的知识来揭示细菌使用的免疫策略。”
“我们的新研究表明，关于细菌免疫系统的广泛知识积累使我们能够遵循相反的逻辑——我们可以通过研究细菌的免疫系统来了解高级生物的免疫系统。ATP分子是自然界中最广泛存在的分子之一，因此阐明它们在免疫中的作用可以极大地有助于理解无数生物体在受到病毒攻击时使用的防御策略。”
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希望本篇文章《新发现免疫策略：保护细菌与珊瑚、蜜蜂等高级物种》能对你有所帮助！
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