علماء المعهد يكشفون: هكذا تتراكم الفيروسات على الجهاز المناعي للبكتيريا
لقد اعتدنا على التفكير في جهاز المناعة لدينا باعتباره كيانًا منفصلاً - تقريبًا عضوًا متميزًا - ولكن الحقيقة، كما هو الحال دائمًا، أكثر تعقيدًا. اختراقات من السنوات الأخيرة - بعضها نتيجة لأبحاث البروفيسور. صفارات روتيم من معهد وايزمان للعلوم - أظهر أنه حتى خلية بكتيرية واحدة لديها جهاز مناعي مستقل ومتطور، قادر على تحديد الغزاة بشكل فعال وعلاجهم من تلقاء نفسه. وفي دراسة جديدة ذلكنشرت مؤخراكشف البروفيسور سوريك وأعضاء مجموعته - بالتعاون مع علماء من كلية الطب بجامعة هارفارد ومعهد دانا فاربر للسرطان - كيف تتغلب بعض الفيروسات على الجهاز المناعي للبكتيريا، وقاموا بفك رموز بنية الجزيء المناعي المراوغ الموجود في القلب. من العملية. ومن المتوقع أن تؤدي هذه السلسلة من الاكتشافات إلى تعزيز فهم طرق عمل الفيروسات، بما في ذلك تلك التي تعرض البشر للخطر.
تسمى الفيروسات التي تسبب تنشيط البكتيريا لآليات الدفاع الخاصة بها بالعاثيات. وكما تفعل الفيروسات، تقوم العاثيات بإدخال حمضها النووي في الخلية البكتيرية وتجعلها تصنع المزيد والمزيد من النسخ من نفسها. وعندما تنهار الخلية تحت هذا العبء، تخرج نسخ العاثيات الجديدة من بقاياها وتستمر في إصابة بكتيريا جديدة. لكن البكتيريا ليست عاجزة تماما عن الدفاع، بل لديها جهاز مناعي قادر على محاربة الغزاة.
وكشفت دراسة سابقة أجريت في مختبر البروفيسور سوريك أن قطعة بروتينية تسمى TIR تكتشف دخول العاثيات إلى البكتيريا. عند اكتشاف الغزو، يتم إنتاج جزيء إشارة غامض يؤدي إلى تفاعل متسلسل مناعي وتثبيط الهجوم الفيروسي. تم اكتشاف جزء TIR سابقًا في أجهزة المناعة لدى النباتات والحيواناتوكانت المجموعة البحثية التابعة للبروفيسور سوريك أول من كشف عن هذه القطعة في البكتيريا وحتى تسليط الضوء على كيفية عمله. وعلى الرغم من أن هذه كانت خطوة مهمة في فهم هذا النظام، إلا أن بنية جزيء الإشارة بعيد المنال الذي ينتج الاستجابة المناعية - لا تزال غير مفككة.
وفي الدراسة الجديدة، اكتشفوا في مختبر البروفيسور شورك، بقيادة الدكتورة أزيتا ليفيت، وإيريز ييريميا، والدكتور جيل أميتاي، كيف تتغلب العاثيات على المناعة التي يوفرها قطاع TIR. عندما اختبر العلماء مدى عدوى العاثيات المماثلة، فوجئوا عندما اكتشفوا أن بعضها تمكن من الهروب من الجدار الواقي الذي أقامه TIR. عندما قام العلماء بفحص العاثيات الفائزة، اكتشفوا جينًا معينًا مشتركًا بينهم جميعًا: الجين الذي يرمز لبروتين يعمل على تحييد الجهاز المناعي للبكتيريا، وبالتالي يسمح للعاثيات بالظهور في المقدمة. عندما اقترب العلماء من دراسة البروتين نفسه، والذي أطلقوا عليه اسم Tad1، اكتشفوا أنه يمكنه حرفيًا اختطاف جزيء الإشارة. يقول البروفيسور سوريك: "لا يمنح البروتين الفيروسي الوقت الكافي لجهاز المناعة البكتيري لملاحظة جزيء الإشارة على الإطلاق، فيبتلعه بسرعة بمجرد إنتاجه". "لم يتم ملاحظة آلية التهرب المناعي هذه من قبل في أي فيروس."
وخلصت مجموعة البحث إلى أنهم قد يكونون قادرين على الاستفادة من وجود الجزيء بعيد المنال في أسر العاثيات، "لمشاهدته" لأول مرة. وقام العلماء بالتعاون مع شركائهم من جامعة هارفارد - البروفيسور فيليب كرانزوتش وألان لو - بفك رموز البنية المكانية للبروتين الفيروسي، باستخدام أدوات بلورية، واكتشفوا الجزيء الموجود بداخله. يقول البروفيسور سوريك: "لقد كنا نبحث عن هذا الجزيء المناعي منذ عدة سنوات". "ومن المفارقات أننا لم نكن قادرين على فهم تركيبها الكيميائي دون مساعدة العاثيات."
إن الفهم الأعمق لكيفية عمل الفيروسات التي تهاجم البكتيريا، والطريقة التي تتكيف بها هذه الفيروسات وتتطور من أجل خداع الجهاز المناعي للبكتيريا، يمكن أن يساعد في تحديد آليات مماثلة في الفيروسات التي تهاجم البشر. ويختتم البروفيسور سوريك قائلاً: "لقد اكتشفنا طريقة جديدة تستطيع الفيروسات من خلالها تعطيل أجهزة المناعة التي تعتمد على جزيئات الإشارة". "هذه الآليات المناعية لا تقتصر على البكتيريا، فهي موجودة في الخلايا النباتية، وكذلك في خلايا الجسم البشري. لذلك، لن نتفاجأ إذا استخدمت الفيروسات التي تهاجمنا نفس الأساليب التي استخدمها البروتين الذي وجدناه في العاثيات". إذا كان هذا هو الحال بالفعل، فقد يكون لهذه النتائج آثار مباشرة على قدرتنا على الدفاع عن أنفسنا ضد الفيروسات المتطورة التي تتآمر للتفوق على أجهزتنا المناعية.
كما شارك في الدراسة جيريمي جارب والدكتور إيهود هيربست من مجموعة البروفيسور سوريك في المعهد. الدكتور بنيامين ر. مورهاوس، د. صموئيل ج. هوبز وسادي ف. أنتين من كلية الطب بجامعة هارفارد ومعهد دانا فاربر للسرطان؛ والدكتور جين يو ج. ابن من معهد دانا فاربر للسرطان.
المزيد عن الموضوع على موقع العلوم:
