推薦一篇發(fā)表在Cell上的論文，題目為“Perception of a pathogenic signature initiates intergenerational protection”，通訊作者是來自UC Berkeley的Andrew Dillin教授，Dillin教授課題組主要致力于生物體衰老機制的研究。
免疫反應(yīng)的跨代傳遞是一種強大的適應(yīng)性機制，有助于保護生物的后代免受病原侵害。在線蟲(C. elegans)感染致病菌后，能夠誘導其后代產(chǎn)生保護性反應(yīng)，從而提升后代的免疫防御能力。然而迄今為止，關(guān)于這種跨代免疫反應(yīng)的分子機制仍未被完全闡明。目前，已有研究揭示了一些細菌毒素和信號分子能夠激活C. elegans的免疫反應(yīng)及保護性行為反應(yīng)。特別地，當線蟲暴露于致病細菌釋放的揮發(fā)性物質(zhì)時，能夠激活多個組織的應(yīng)激反應(yīng)。受到前人研究的啟發(fā)，本文研究了C. elegans在暴露于病原揮發(fā)物后轉(zhuǎn)錄組水平的變化。研究發(fā)現(xiàn)，在暴露于兩種致病菌的揮發(fā)物后，gst-4和cysl-2基因的表達均顯著上調(diào)。gst-4和cysl-2分別編碼谷胱甘肽S-轉(zhuǎn)移酶（GST）-4和氰基丙氨酸合成酶（CYSL-2），它們都在解毒過程中發(fā)揮重要作用，并參與多種致病細菌的免疫反應(yīng)。為了進一步探討細菌揮發(fā)物如何影響基因表達，作者通過突變篩選發(fā)現(xiàn)，cysl-2基因發(fā)生了G228E錯義突變，導致該基因的功能喪失，表現(xiàn)為gst-4表達抑制，回補野生型cysl-2基因，可以恢復(fù)這種抑制現(xiàn)象，表明cysl-2在響應(yīng)細菌揮發(fā)物時起著關(guān)鍵作用。研究進一步發(fā)現(xiàn)，致病菌中的氰化物合成基因（hcnABC）對細菌揮發(fā)物引發(fā)的轉(zhuǎn)錄反應(yīng)至關(guān)重要，能觸發(fā)線蟲內(nèi)cysl-2的表達。因此，CYSL-2在響應(yīng)細菌揮發(fā)物時具有雙重作用：1. 感應(yīng)氰化物并啟動下游的轉(zhuǎn)錄反應(yīng)（通過gst-4和cysl-2的上調(diào)）；2. 解毒氰化物，保護機體免受氰化物的毒性。CYSL-2 對于代際保護至關(guān)重要。cysl-2(lf) 突變體的后代在暴露于致病菌揮發(fā)物后，表現(xiàn)出基因表達和感染抵抗力的缺失。接下來，為了識別介導線蟲中致病菌感染的代際保護相關(guān)的轉(zhuǎn)錄調(diào)控因子，作者對核定位基因進行了 RNAi 篩選，發(fā)現(xiàn) mdt-15 是一個關(guān)鍵基因，影響父母與后代之間的代際保護。 mdt-15 的作用是下游的，驅(qū)動后代的 cysl-2 基因表達。同時，作者也發(fā)現(xiàn)與 MDT-15 相互作用的轉(zhuǎn)錄因子，共同誘導cysl-2 基因表達。總而言之，本文發(fā)現(xiàn)當線蟲暴露于P. vranovensis 產(chǎn)生的氰化物時，會激活一種保護性的壓力反應(yīng)程序，且氰化物解毒的代謝副產(chǎn)物β-氰基丙氨酸作為代際信號，能保護后代免受感染。https://www.cell.com/cell/abstract/S0092-8674(24)01342-4原文引用：10.1016/j.cell.2024.11.026
