Новое открытие заставляет по‑новому взглянуть на то, как развивалась защита живых существ от микробов. Ученые из Дюссельдорфского университета имени Генриха Гейне (HHU) и Кильского университета (CAU) изучили работу иммунитета у морской актинии — одного из самых ранних ответвившихся видов животных. Выяснилось, что даже у такого относительно простого организма есть способность тонко различать микроорганизмы: отличать полезные бактерии, составляющие его микробиом, от потенциально опасных.
До сих пор считалось, что такой уровень избирательности — прерогатива адаптивного иммунитета позвоночных, а врожденный иммунитет действует неспецифически. Ключевую роль здесь играют нематосомы — подвижные многоклеточные структуры внутри актинии: они поглощают чужеродные бактерии, сохраняя естественный микробиом и поддерживая здоровое микробное сообщество.
Наши результаты показывают, что целенаправленная идентификация микроорганизмов не является привилегией, ограниченной адаптивной иммунной системой. Скорее всего, даже беспозвоночные уже обладают сложными механизмами поддержки полезных микроорганизмов и селективной борьбы с потенциально вредными бактериями.
С помощью системы CRISPR/Cas ученые отключили ген cJun, контролирующий функцию нематосом. Модифицированные актинии вырабатывали намного меньше нематосом и теряли способность различать «свои» и «чужие» бактерии — это вело к дисбалансу микробиома и повышало уязвимость к инфекциям.
Данные показали, что способность избирательно распознавать микроорганизмы возникла на ранних этапах эволюции. Особый интерес представляет «тренированный иммунитет» беспозвоночных: при повторном контакте с патогенами они реагируют быстрее, хотя и не имеют адаптивной иммунной системы.
Нематосомы могут стать удобной моделью для изучения механизмов такой памяти: поскольку они различают даже близкородственные штаммы бактерий, дальнейшие работы могут сосредоточиться на расшифровке сигнальных путей, лежащих в основе этого процесса. Результаты опубликованы в журнале Nature Communications.
Ранее Наука Mail рассказывала, что в российских водах впервые нашли тропическую роющую актинию.