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一个免疫系统的怪癖可能会帮助琵琶鱼在交配过程中与配偶融合

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对于深海琵琶鱼来说,性就像是器官移植。在黑暗深处很难找到伴侣,所以在交配过程中,一只小小的雄性琵琶鱼会将它的组织与一只体型更大的雌性相融合,这样一来,它们不仅可以分享精子,还可以分享血液和皮肤。这种生物是已知的唯一以这种寄生方式交配的动物。
 
男性和女性是如何融合并避免被对方的免疫系统排斥的——就像不匹配的器官移植一样——一直是个谜。现在,一项研究发现琵琶鱼可能根本就不需要躲避免疫系统。研究人员7月30日在线发表在《科学》杂志上的报告称,一些物种缺乏参与人体免疫反应的关键基因,而免疫反应可能会导致融合而不会造成致命后果。
 
在脊椎动物中,免疫保护通常包括一种被称为适应性免疫的身体反应,它识别并消除病毒等外来威胁。免疫细胞,如T细胞,识别入侵者的碎片,并将这些碎片交给其他细胞,然后发动攻击。在另一道防线上,被称为抗体的蛋白质结合到入侵者身上,标记入侵者,让免疫系统将其清除。在器官移植中,这种反应会导致新器官衰竭。
 
深海琵琶鱼缺失的基因参与了这些系统的运作。
 
他说:“当你看到这些鱼时,你会挠头想,‘这怎么可能?’”托马斯·伯姆说,沐鸣平台登陆线路他是德国弗莱堡马普免疫生物学和表观遗传学研究所的免疫学家。在人类身上,由于适应性免疫系统的存在,通常很难找到合适的器官移植对象,“但这些生物似乎在不知道发生了什么情况下就这么做了。”
 
Boehm和他的同事从31条保存下来的琵琶鱼中分离出了10种深海物种的DNA。在四个物种中,雄性与雌性的结合只是暂时的。在其他六个实验中,这种融合是永久性的,一个或多个雄性依附在一个雌性身上。研究人员还扫描了三种生活在浅水区且在交配时不会交配的物种的基因蓝图。
 
与不能与配偶融合的琵琶鱼相比,能够融合的物种丢失了有助于产生新抗体的基因,这些抗体能够更好地在未来遭遇到的威胁时结合起来。Boehm说,没有这些抗体可能对女性有帮助,因为女性一生中都会接触到多个男性。一些永久结合的琵鱼也缺乏制造T细胞部分所需的基因,这些T细胞有助于识别外来组织和病原体。
 
有两种物种——光角菌和Haplophryne mollis——可以有多个雄性附着在一个雌性身上,但它们可能根本不能产生抗体。“如果我必须诊断这两条鱼……我会说,沐鸣平台登陆线路‘好吧,这是红色警报,我们真的必须做些什么,因为这是严重的联合免疫缺陷。这是致命的预后,’”Boehm说。患有严重联合免疫缺陷的人——一种遗传缺陷导致免疫系统虚弱的状况——通常在出生后的第一年就死亡。
 
研究人员没有做任何实验室实验来证实缺失的基因是如何影响免疫系统的行为的。没有这些数据,就很难知道缺少这些基因对抗击病原体等事情意味着什么。“它们如何平衡……繁殖和对感染的反应?”马萨诸塞洛厄尔大学的免疫学家Natalie Steinel问道。“看起来,至少从基因上来说,它们已经把所有芯片都放在了繁殖上。”
 
Steinel说,沐鸣平台登陆线路研究人员的发现强调了生物的免疫系统可以采取的各种形式——不仅是在脊椎动物中,而且在单一的鱼类中也可以。“看到不同物种免疫系统的多样性真的很有趣。”
 
琵琶鱼有可能拥有一种与其他脊椎动物完全不同的适应性免疫系统,尽管这种可能性不大。或者,这些生物可能已经进化出一种非特异性免疫反应来保护它们不受感染,而不是寄生性行为。
 
这种鱼“一定做了什么来补偿适应性免疫,”Boehm说。“我们不知道那是什么,但那是为了未来。”