Viry se nezajímají o vaši evoluční historii. Jen se potřebují rozmnožovat. Lidé s nimi bojují pomocí proteinu MAVS, který funguje jako spouštěč. Co využívají mořské sasanky? Protein zvaný CARDIB je vzhledově téměř identický, ale plní naprosto opačnou funkci. Působí jako brzda. A bez něj se celý systém zhroutí.
Ukazuje se, že evoluce se nezastavila u jediného univerzálního plánu ochrany.
Protein, který dělá pravý opak
Ton Sharoni, postgraduální student na Hebrejské univerzitě v Jeruzalémě, provedl studii s profesorem Yahoo Moranem. Zkoumali mořské sasanky, protože větev vedoucí k nim se od lidí oddělila před více než 600 miliony let. Pokud jsou někde uchovávána tajemství raných zvířecích imunitních systémů, pak je to v sasankách.
Vědci objevili protein CARDIB (CARD Inhibitor Binding Protein). Na první pohled napodobuje MAVS. U obratlovců MAVS aktivuje imunitní obranu v okamžiku, kdy virus vstoupí do buňky. Toto je alarm.
CARDIB je tlumič.
“Vše o CARDIB nasvědčovalo tomu, že by měla fungovat stejným způsobem jako MAVS,” vysvětlil profesor Moran. “Nicméně jsme zjistili, že to dělá pravý opak.” Místo toho, aby aktivovala antivirovou obranu, CARDIB ji obvykle potlačuje.“
Proč se tedy vyplatí brzdit imunitní systém? Když zpomalíte obranu, neusnadní to viru vyhrát? Byla to záhada. A řešení se zdálo kontraintuitivní.
Když sejmete brzdu, dojde k havárii
Aby to tým otestoval, použil technologii CRISPR k úpravě sasanek. Vymazali gen CARDIB a poté vystavili modifikovaná zvířata virovému útoku.
Logika velí, že oslabený imunitní systém by měl zkolabovat. Tady ale vše dopadlo naopak: ke kolapsu vedlo právě odstranění supresoru.
Sasanky bez CARDIB nedokázaly infekci zvládnout. Viry se nekontrolovatelně množily. Přirozené antivirové reakce nefungovaly. Zvířata ztratila stabilitu.
“Výsledky byly zcela neintuitivní,” řekla Sharoni. “Ačkoli CARDIB za normálních podmínek působí jako brzda imunitního systému, zdá se, že tato brzda je potřebná pro účinnou antivirovou odpověď.”
K udržení moci potřebujete kontrolu. Bez něj se mechanismus zasekává. Nebo, ještě hůř, úplně selže. To je zásadní rozdíl oproti lidskému modelu, kde je klíčová aktivace. Zde ochrana spočívá v regulaci.
Příroda nedbá na laboratorní výsledky
Laboratorní výsledky mohou klamat. Kontrolovaná prostředí jsou sterilní, předvídatelná a často zavádějící. Vědci věděli, že aby se dostali k jádru věci, potřebovali otestovat CARDIB ve volné přírodě.
Přenesli geneticky modifikované sasanky do otevřených mezokosmů na jihu USA (Jižní Karolína). Tam na ně čekala přirozená voda v ústí řek, skutečné mikroorganismy a skutečné virové hrozby. Ne Petriho misky.
Výsledky se potvrdily.
Sasanky bez CARDIB nesly významně vyšší virovou zátěž. Jeden imunitní gen, který se zdál být v akváriu nevýznamný, se v oceánu stal kriticky důležitým. Tato cesta není artefaktem laboratorních podmínek. Takto tato zvířata přežívají v pobřežních prostředích.
“To dokázalo, že cesta, kterou jsme objevili, není jen laboratorní jev,” řekl Moran. “Hraje klíčovou roli v pomoci těmto zvířatům vyrovnat se s virovými problémy, kterým čelí ve volné přírodě.”
Paralelní cesty evoluce
Často předpokládáme, že biologické systémy konvergují. Podobné problémy vedou k podobným řešením. Tato studie však naznačuje opak.
Lidská imunita a imunita zoantharů (třída mořských sasanek) jsou postaveny na zásadně odlišné logice. Oba chrání. Oba potřebují detekovat viry. Ale molekulární mechanismy jsou převrácené. Lidé používají aktivační systém; sasanky používají systém řízeného potlačování.
To má důsledky pro to, jak studujeme nemoci. Biomedicínský výzkum je silně zaměřen na lidi, myši a krysy. Na známých modelech. Ale starověké linie, jako jsou mořské sasanky, mohou skrývat evoluční inovace, zatímco zůstávají neviditelné pro naše obvyklé předměty studia.
“Lidé i mořské sasanky potřebují ochranu před viry, ale tato práce ukazuje, že evoluce může tuto obranu organizovat zásadně odlišnými způsoby,” dodal Moran.
Neexistuje jediný správný způsob, jak virus zastavit. Existuje mnoho způsobů. A my teprve začínáme vidět jejich rozmanitost.
