اكتشف العلماء طريقة غير معروفة سابقًا تدافع بها شقائق النعمان البحرية عن نفسها ضد الفيروسات، مما يكشف أن تطور أجهزة المناعة الحيوانية قد يكون أكثر تنوعًا بكثير مما كان يُعتقد سابقًا. يعتمد الدفاع الذي تم تحديده حديثًا على بروتين يشبه إلى حد كبير أحد أهم البروتينات المضادة للفيروسات لدى البشر، ولكنه يؤدي وظيفة معاكسة بينما لا يزال ضروريًا لحماية الحيوان من العدوى. تشير النتائج إلى أن التطور أنتج أكثر من استراتيجية ناجحة لمحاربة الفيروسات في المملكة الحيوانية.
تم نشر البحث، الذي قاده مرشح الدكتوراه تون شاروني والبروفيسور ييهو موران في الجامعة العبرية في القدس بالتعاون مع علماء من جامعة نورث كارولينا في شارلوت، في بيئة الطبيعة والتطور. إنه يتحدى الفكرة القديمة القائلة بأن الحيوانات ورثت نظامًا أساسيًا واحدًا مضادًا للفيروسات من سلف مشترك ويشير بدلاً من ذلك إلى حلول تطورية متعددة لمقاومة الالتهابات الفيروسية.
يقدم حيوان قديم أدلة جديدة حول المناعة
لقد هددت الفيروسات الكائنات الحية عبر التاريخ التطوري. في البشر والفقاريات الأخرى، تعتمد إحدى دفاعات الجسم الرئيسية المضادة للفيروسات على بروتين يسمى MAVS. عند اكتشاف فيروس، يساعد MAVS في تحفيز الجهاز المناعي حتى يتمكن من الاستجابة للعدوى.
وللتحقق من مدى عمر هذا النظام الدفاعي، قام الباحثون بدراسة شقائق النعمان البحرية. انفصلت هذه الحيوانات البحرية القديمة عن الخط التطوري الذي أدى في النهاية إلى الإنسان منذ أكثر من 600 مليون سنة. ولأنها قريبة من الشعاب المرجانية وقناديل البحر، توفر شقائق النعمان البحرية للعلماء لمحة قيمة عن التطور المبكر لمناعة الحيوانات.
خلال الدراسة، اكتشف الفريق بروتينًا غير معروف سابقًا أطلقوا عليه اسم CARDIB (بروتين ربط مثبط CARD). في البداية، بدا CARDIB مشابهًا بشكل ملحوظ لـ MAVS، مما دفع الباحثين إلى الاعتقاد بأنه قد يؤدي نفس الدور المضاد للفيروسات الموجود لدى البشر.
وسرعان ما انهار هذا الافتراض.
وقال البروفيسور يهو موران، رئيس قسم البيئة والتطور والسلوك في الجامعة العبرية: “كل شيء في CARDIB يشير إلى أنه يجب أن يعمل مثل MAVS”. “بدلاً من ذلك، اكتشفنا أنه يفعل العكس تمامًا. فبدلاً من تنشيط الدفاعات المضادة للفيروسات، يقوم CARDIB بقمعها عادةً.”
بروتين مدهش يحمي عن طريق إبطاء جهاز المناعة
أثار هذا الاكتشاف على الفور سؤالًا مهمًا. لماذا يتعمد الحيوان قمع استجابته المناعية؟
لمعرفة ذلك، استخدم الباحثون تقنية التحرير الجيني CRISPR لإزالة جين CARDIB من شقائق النعمان البحرية قبل تعريضها للفيروسات.
وكانت النتائج غير متوقعة. أصبحت شقائق النعمان البحرية التي لا تحتوي على CARDIB أكثر عرضة للإصابة بالعدوى. تكاثرت الفيروسات بسرعة أكبر، وفشلت الحيوانات في تنشيط دفاعاتها المضادة للفيروسات بشكل صحيح، وانخفضت قدرتها على مكافحة العدوى بشكل كبير.
وقال شاروني: “كانت النتائج غير بديهية تماما”. “على الرغم من أن CARDIB يعمل ككابح للجهاز المناعي في الظروف العادية، إلا أنه تبين أن هذا الكابح ضروري لتكوين استجابة فعالة مضادة للفيروسات.”
وبشكل عام، أظهرت التجارب أن شقائق النعمان البحرية تعتمد على مسار مضاد للفيروسات يختلف اختلافًا جوهريًا عن المسار الذي يستخدمه البشر، على الرغم من أن كلا النظامين يحتويان على مكونات جزيئية تبدو متشابهة بشكل لافت للنظر.
اقرأ أيضًا...
البيئة الطبيعية تؤكد الاكتشاف
أراد الباحثون أيضًا تحديد ما إذا كان هذا المسار المناعي الذي تم تحديده حديثًا مهمًا خارج الظروف المختبرية الخاضعة للتحكم الدقيق.
للإجابة على هذا السؤال، تم نقل شقائق النعمان البحرية المعدلة وراثيا من الأحياء المائية المختبرية إلى الكائنات الحية البحرية الخارجية المزودة بمياه مصبات الأنهار الطبيعية في ولاية كارولينا الجنوبية. أدى هذا إلى تعريض الحيوانات لمجموعة واسعة من الفيروسات والكائنات الحية الدقيقة الموجودة في بيئتها الطبيعية.
وأصبح الفرق واضحا في غضون أيام. شقائق النعمان البحرية التي تفتقر إلى CARDIB والجينات المضادة للفيروسات ذات الصلة تراكمت لديها فيروسات أكثر بكثير من الحيوانات غير المعدلة. ووجد الباحثون أيضًا أن أحد الجينات المناعية التي ظهرت ذات أهمية متوسطة فقط في الاختبارات المعملية، أصبحت ذات أهمية واضحة في ظل الظروف البيئية الطبيعية.
وقال موران: “لقد أظهر هذا أن المسار الذي اكتشفناه ليس مجرد ظاهرة مختبرية”. “إنها تلعب دورًا حاسمًا في مساعدة هذه الحيوانات على مواجهة التحديات الفيروسية التي تواجهها في الطبيعة.”
حلول تطورية متعددة لمكافحة الفيروسات
تشير النتائج إلى أن التطور لم يستقر على استراتيجية عالمية واحدة مضادة للفيروسات. وبدلا من ذلك، ربما تكون مجموعات مختلفة من الحيوانات قد طورت بشكل مستقل أنظمة جزيئية متميزة للكشف عن الفيروسات ومنعها من الانتشار.
وأضاف موران: “يحتاج كل من البشر وشقائق النعمان البحرية إلى الحماية من الفيروسات، لكن هذا العمل يوضح أن التطور يمكن أن ينظم تلك الدفاعات بطرق مختلفة بشكل أساسي”.
ويؤكد البحث أيضًا على أهمية النظر إلى ما هو أبعد من حيوانات المختبر التقليدية. يمكن للكائنات القديمة مثل شقائق النعمان البحرية أن تحافظ على الابتكارات التطورية التي قد تظل مخفية إذا ركز العلماء فقط على البشر والفئران وغيرها من الأنواع التي تمت دراستها بشكل شائع.
بينما يواصل الباحثون استكشاف التنوع الرائع للحياة، فإن مثل هذه الاكتشافات تكشف أن التطور وجد مرارًا وتكرارًا طرقًا غير متوقعة لحل بعض التحديات الأساسية في علم الأحياء.
المصدر :- Health & Medicine News — ScienceDaily
