科学网—这种远古海洋动物抗病毒的机制，与人类截然相反
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2026-7-25 09:08
| 系统分类: 海外观察
这种远古海洋动物抗病毒的机制，与人类截然相反
条纹海葵
一种古老海葵体内藏有一套独特的抗病毒免疫体系，作用原理和人类完全不同。
科学家发现，这类海葵演化出了一套出人意料的抗病毒免疫策略，这说明生物演化或许发展出了多种抵御病毒感染的路径。
研究团队在海葵体内识别出一套此前从未被发现的抗病毒防御系统，证实动物并非只依靠同一种演化机制抵抗病毒。研究发现， 一种和人体关键免疫蛋白结构相似的蛋白，在海葵体内却发挥完全相反的作用，但该蛋白仍是海葵实现有效免疫防御不可或缺的物质。
这一发现颠覆了学界长期以来关于抗病毒免疫演化的固有认知，证明动物界不同演化分支，演化出了本质截然不同的病毒抑制机制。
实验室中的条纹海葵
海葵体内一套超乎想象的免疫体系
本研究由耶路撒冷希伯来大学博士生托恩 ·沙罗尼、耶胡·莫兰教授牵头，联合美国北卡罗来纳大学夏洛特分校科研团队共同完成，成果发表于《自然·生态与演化》期刊，首次完整阐释了海葵全新的抗病毒作用机制。
病毒无时无刻不在威胁各类生物的生存。人类与其他脊椎动物体内，一条核心抗病毒通路依赖名为 MAVS的蛋白发挥作用：当细胞检测到病毒入侵时，MAVS会启动机体免疫防御反应。
科研界一直希望探明这套免疫保护机制在动物演化史上的起源时间。海葵是绝佳的研究对象 ——它们的演化支系早在6亿多年前，就和演化出人类的谱系分道扬镳；同时海葵与珊瑚、水母亲缘相近，是研究动物早期免疫演化的理想模式生物。
条纹海葵特写
同源蛋白，功能却完全相反
研究过程中，科研人员发现了一种命名为 CARDIB（CARD结构域抑制结合蛋白）的蛋白。它的蛋白结构与MAVS高度相似，研究初期研究者一度认为，它是人类抗病毒系统对应的远古同源蛋白。
但后续实验得出了截然不同的结论。
耶路撒冷希伯来大学生态、演化与行为学系主任莫兰教授表示： “从各项结构特征来看，CARDIB本该和MAVS功能一致，可我们却发现二者作用完全相悖。MAVS会激活抗病毒免疫，而CARDIB在常态下反而会抑制免疫反应。”
这一结果带来了一个谜题：既然 CARDIB会抑制免疫活性，海葵对抗病毒感染为何还离不开它？
条纹海葵
敲除 CARDIB后，动物抗感染能力大幅下降
为解开谜团，科研人员利用 CRISPR基因编辑技术敲除海葵体内的CARDIB基因，再让基因改造后的海葵接触病毒。
实验结果出人意料：缺失 CARDIB的海葵几乎无法抵御病毒入侵，病毒在体内大量增殖，抗病毒免疫通路无法正常激活，机体抗病毒能力大幅衰退。
沙罗尼表示： “实验结果完全违背直觉。虽然CARDIB平时相当于免疫系统的‘刹车装置’，但这套刹车，却是机体启动有效抗病毒应答的必要条件。”
该研究证实，尽管部分分子元件结构高度相似，海葵的抗病毒通路和人类的通路在底层机制上存在根本差异。
这套防御机制在自然环境中同样生效
研究团队进一步验证，该通路的作用不局限于实验室可控环境。
科研人员将基因编辑后的海葵从室内水族箱转移至南卡罗来纳州室外海洋中型生态试验系统，水体采用天然河口海水，让海葵接触真实海岸环境中多样的病毒与微生物。
短短数天内，缺失 CARDIB及相关抗病毒基因的海葵，体内病毒载量远高于正常个体。部分在实验室中仅表现出中等重要性的免疫基因，在自然环境下展现出关键作用。
莫兰称： “这证明我们发现的通路并非仅存在于实验室环境，它是海葵在野外应对病毒侵袭的核心机制。”
演化给出了不止一种解决方案
本研究结果表明，动物演化并未统一采用同一套抗病毒系统。不同动物演化支系，各自发展出识别、阻断病毒扩散的独特分子机制。
莫兰补充道： “人类和海葵都需要抵御病毒，但这项研究证明，演化可以搭建两套本质完全不同的免疫防御体系。”
该研究也印证了拓展生物研究对象的重要性：生物医学研究若只使用传统模式生物，很容易忽略远古动物体内留存的演化创新机制。海葵这类古老生物，保留了许多在人类、小鼠等常见实验动物身上消失的演化特征。
通过研究更多门类的生物，科学家持续发掘出演化应对生物学经典难题的各类独特方案。
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