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研究发现免疫系统如何知道要攻击哪些微生物

弗赖堡大学的研究人员发现了证据,表明免疫系统可以通过与自身和非自身分子相互作用来区分自身和非自身分子。由生物学家沃尔夫冈·施梅尔(Wolfgang Schamel)和威尔弗里德·韦伯(Wilfried Weber)领导的研究小组提供的数据支持了科学家长期以来一直认为的有关T细胞如何区分病原体和人体细胞的假设。

免疫系统的主要职责之一是预防有害病原体。为此,它必须将外来入侵者与人体细胞区分开来。为了充当人体的安全系统,它必须在不损害人体自身细胞的情况下销毁这些病原体。T细胞是免疫系统的重要组成部分。但是,已知通过它们的T细胞受体,它们不仅与外源病原体结合,而且还与非致病性分子结合,从而对人体造成不必要的损害。

破解免疫系统代码

免疫系统究竟如何能够区分自身和非自身分子仍然是一个难题。许多假说比比皆是,例如认为T细胞通过对受损细胞的反应来识别入侵者的假说。换句话说,他们对入侵者对主人造成的损害作出反应。

但是自1995年以来,许多科学家一直坚信T细胞通过测量分子与受体的相互作用时间来区分病原体和非病原体。如果该分子长时间与T细胞结合,则该细胞会将其归类为病原体。如果它只结合一小会儿,那就是一个自我分子。尽管这一理论对许多科学家来说很引人注目,但由于无法在受控实验中调节结合的持续时间,因此他们无法证明这一理论。

幸运的是,来自弗莱堡的一组德国和荷兰研究人员能够做到这一点。该团队通过生物工程或使用工程工具和原理来构建生物系统来做到这一点。(相关:快餐会使您的免疫系统过度活跃-研究表明,侵略性炎症反应长期持续存在,可促进疾病。)

生物工程学产生了准确的结果

研究人员的发现发表在eLife期刊上,他们构建了一个混合系统,将人类,植物,水母和细菌的成分结合在一起,以使其系统具有所需的特性。通过他们的工作,他们能够精确控制细胞与T细胞受体和合成配体(一种从植物中摄取的光蛋白)结合的时间。研究人员使用红光作为遥控器。他们将光敏蛋白用作分子开关的过程称为光遗传学。

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