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(jī)制的研究。
免疫反應(yīng)的跨代傳遞是一種強(qiáng)大的適應(yīng)性機(jī)制，有助于保護(hù)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(dǎo)其后代產(chǎn)生保護(hù)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(jī)制仍未被完全闡明。目前，已有研究揭示了一些細(xì)菌毒素和信號(hào)分子能夠激活C. elegans的免疫反應(yīng)及保護(hù)性行為反應(yīng)。特別地，當(dāng)線蟲暴露于致病細(xì)菌釋放的揮發(fā)性物質(zhì)時(shí)，能夠激活多個(gè)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(dá)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(xì)菌的免疫反應(yīng)。為了進(jìn)一步探討細(xì)菌揮發(fā)物如何影響基因表達(dá)，作者通過突變篩選發(fā)現(xiàn)，cysl-2基因發(fā)生了G228E錯(cuò)義突變，導(dǎo)致該基因的功能喪失，表現(xiàn)為gst-4表達(dá)抑制，回補(bǔ)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(xì)菌揮發(fā)物時(shí)起著關(guān)鍵作用。研究進(jìn)一步發(fā)現(xiàn)，致病菌中的氰化物合成基因（hcnABC）對(duì)細(xì)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(dá)。因此，CYSL-2在響應(yīng)細(xì)菌揮發(fā)物時(shí)具有雙重作用：1. 感應(yīng)氰化物并啟動(dòng)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(hù)機(jī)體免受氰化物的毒性。CYSL-2 對(duì)于代際保護(hù)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(dá)和感染抵抗力的缺失。接下來，為了識(shí)別介導(dǎo)線蟲中致病菌感染的代際保護(hù)相關(guān)的轉(zhuǎn)錄調(diào)控因子，作者對(duì)核定位基因進(jìn)行了 RNAi 篩選，發(fā)現(xiàn) mdt-15 是一個(gè)關(guān)鍵基因，影響父母與后代之間的代際保護(hù)。 mdt-15 的作用是下游的，驅(qū)動(dòng)后代的 cysl-2 基因表達(dá)。同時(shí)，作者也發(fā)現(xiàn)與 MDT-15 相互作用的轉(zhuǎn)錄因子，共同誘導(dǎo)cysl-2 基因表達(dá)。總而言之，本文發(fā)現(xiàn)當(dāng)線蟲暴露于P. vranovensis 產(chǎn)生的氰化物時(shí)，會(huì)激活一種保護(hù)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(hào)，能保護(hù)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
