细菌用一种像我们这样的蛋白质来对抗病毒

像我们这样的脊椎动物依靠复杂的多层免疫系统来限制病原体的影响。专门的 B 和 T 细胞通过识别特定病原体和提供过去感染的记忆发挥核心作用。

显然，像细菌和古细菌这样的单细胞生物不能采取同样的方法。但这并不意味着他们毫无防备。他们还有一个适应性防御系统，可以保持对过去感染的记忆（并且恰好是一个伟大的基因编辑工具）。现在，研究人员发现，从细菌到人类的生物体中，有一个相关的蛋白质家族可以用来对抗病毒。虽然它触发的影响因生物体而异，但它似乎能够识别多种病毒。

哺乳动物有一个称为 STAND 的免疫蛋白家族（出于不重要的原因），它们是所谓的先天免疫系统的一部分。我们免疫系统的这一臂不能识别特定的病原体。相反，它识别感染的一般特征，例如在大多数细菌表面发现的分子。

STAND 蛋白质都具有相似的结构：识别病原体的部分，与提供称为 ATP 能量的分子结合的部分，以及允许蛋白质触发反应的部分。作为先天免疫系统的典型特征，它们可以识别感染的典型特征，例如部分细菌细胞壁或双链 RNA。一旦它们识别出某些东西，STAND 蛋白就会聚集并触发反应，例如炎症，以诱导受感染细胞的死亡。

STAND 蛋白对免疫至关重要，以至于在整个动物界、植物和真菌中都发现了它们。他们应对感染的一般方式似乎有很深的进化历史。

有多深？这项新研究基于这样一个事实，即看起来像编码哺乳动物 STAND 蛋白的基因出现在许多细菌基因组中，包括大肠杆菌和沙门氏菌等熟悉的细菌。因此，一组研究人员决定测试他们是否可能以相同的方式运作。

研究人员表明，向细菌添加额外的 STAND 基因拷贝可以让它们更有效地抵抗病毒感染。这是因为被感染的细菌死亡，而不是活得足够长以产生新的病毒颗粒。事实证明这是一个有用的工具。研究人员在 STAND 基因中添加了来自病毒的单个基因，并寻找导致细菌死亡的组合。一些 STAND 蛋白识别出病毒外壳的关键成分，从而杀死细胞；其他人则认识到了将 DNA 包装在病毒内部的马达。

然后，他们检查了来自各种相关病毒的等效蛋白质，并表明 STAND 蛋白质可以识别其中的大多数。尽管所有这些蛋白质在三维空间中都形成了相似的结构，但该结构中的单个氨基酸却截然不同。因此，这表明 STAND 蛋白能够识别结构的形状，从而使它们能够抵御大量病毒。

进一步的研究表明，一旦识别出病毒蛋白，STAND 蛋白就会以四个为一组聚集。这将它们作为酶激活，此时它们开始消化双链 DNA——这很好地解释了对细菌的致命影响。但事实证明，这并不是他们阻止病毒感染的唯一方法。对细菌基因组的搜索表明，一些被咀嚼的蛋白质，而另一些似乎仍然锚定在细胞膜上。总体而言，研究人员发现了 STAND 蛋白抑制病毒活性的 18 种不同方式。

并且这些蛋白质似乎在大量物种中起作用。纵观细菌和古细菌基因组，其中大约 5% 含有某种形式的 STAND 蛋白。