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蝙蝠基因组如何帮助您健康

2021

作者:Susanne Wilson / Courtesy CSIRO

飞狐

黑飞狐是研究人员为比较全基因组分析选择的两种蝙蝠物种之一。 他们的研究结果揭示了与飞行演变相关的遗传变化,并为了解野生蝙蝠如何携带和传播致命的人类病毒铺平了道路。

虽然它们可以迅速传播困扰人类的病原体,但蝙蝠以某种方式避免因埃博拉,SARS和其他致命病毒等病毒而生病。 对两种截然不同的蝙蝠物种进行的新的遗传分析显示了这些动物如何避免疾病,并过着特别长的生命。 研究人员表示,这可能与他们的飞行能力有关。

这项研究来自澳大利亚动物健康实验室和北京基因组研究所的“Bat Pack”科学家团队。该团队对一个巨大的水果蝙蝠和一个小型食虫蝙蝠的基因组进行了测序,结果发现两者都缺少一个可以导致对感染的极端免疫反应。在大多数哺乳动物中,由入侵病毒引起的所谓“细胞因子风暴”实际上是杀死病毒而不是病毒本身。这种炎症反应不会发生在蝙蝠身上。

澳大利亚动物健康实验室的博士后研究员克里斯·考德尔(Chris Cowled)表示,通过了解蝙蝠如何抑制这种反应,研究人员可能能够设计出能够最大限度减少人体炎症的新药物。 这可能包括从蝙蝠中提取抑制细胞因子反应的抗炎药物,或者可能是直接针对某些DNA片段的基因疗法。

但是蝙蝠对一切都没有免疫力。 数以百万计的北美蝙蝠已经从一种称为白鼻综合症的真菌感染中丧生,这种感染会使动物从冬季睡眠中醒来并导致它们饿死。 根据近期对昆虫食用北美蝙蝠的不同研究,这项新研究特别有趣,这表明它们在入侵者面前可能遭受急性免疫反应。 当蝙蝠冬眠时,它们的免疫系统受到抑制,这使它们更容易受到白鼻感染。 当他们醒来时,他们的免疫系统会进入超速状态。 这被称为免疫重建炎症综合征,或IRIS。 这只是在艾滋病患者中曾经观察过一次。

是什么让蝙蝠免疫系统如此擅长处理病毒,但处理真菌的能力却很弱? 正在进行的研究应该提供一些答案。 更重要的是,了解蝙蝠和人体免疫系统的比较可以为人类疾病预防提供一些启示。

研究人员表示,除了避免病毒感染外,蝙蝠还能够抵抗与衰老有关的疾病和癌症。 与其他动物相比,它们的大小,如啮齿动物,蝙蝠的生活时间非常长 - 在20到40年之间,相比之下,老鼠只有两到三只。 研究人员认为,所有这些都与动物的飞行能力有关。

飞行需要强烈的身体活动,并消耗大量的能量,产生有毒的自由基,可导致组织损伤和癌症。 作者发现,为了解决这个问题,两种物种都进化出了大量的DNA修复基因。 他们相信重度突变有助于蝙蝠最大化其新陈代谢,从而使它们能够飞行。 一种称为P53的特定基因参与癌症和受损DNA的修复。

“我们建议飞行的演变导致一种溢出效应,不仅影响免疫系统,还影响衰老和癌症等问题。考勒德在一份声明中说。

该研究检查了两种非常相关的蝙蝠物种,即澳大利亚的黑色狐蝠( Pteropus alecto )和大卫的中国MyotisMyotis davidii )。 它出现在年终科学杂志上

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