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适应性免疫是脊椎动物强大的防御机制。不同细胞类型的微调相互作用提供病原体特异性免疫反应以消除例如细菌和病毒。马克斯普朗克研究人员现在确定了抗原受体基因组装的机制基础，该基因组装在 5 亿多年前在脊椎动物的两个姐妹分支之一中独立进化。弗赖堡马克斯普朗克免疫生物学和表观遗传学研究所的科学家们的研究结果是回答以下问题的重要一步：活体脊椎动物免疫系统执行的许多功能中哪些功能是绝对必要的。这些发现可能有助于了解免疫功能衰竭和自身免疫综合征的原因和后果。

数百万年来，病毒和细菌等病原体一直在与其宿主交战。宿主免疫系统与传染性病原体之间的军备竞赛被认为是进化的关键驱动力。包括人类在内的所有脊椎动物都开发了一种非常复杂的自我保护装置，即适应性免疫系统。称为 T 细胞和 B 细胞的专门免疫细胞检测并摧毁入侵的病原体。它的一个关键特征和秘密武器是免疫记忆。当再次暴露时，细胞会记住感染，从而导致对同一病原体产生更有效的反应。

寻找适应性免疫的设计原则

近年来，研究人员发现，在脊椎动物进化的早期阶段，适应性免疫至少独立进化了两次。脊椎动物通常分为两组。数量最多的动物群都有颚，因此被称为有颚脊椎动物;它们包括鲨鱼和人类等多种多样的生物。相比之下，一小群脊椎动物没有颌骨，因此这些动物被称为无颌脊椎动物;七鳃鳗和盲鳗属于这一类。

“考虑到这两组脊椎动物的适应性免疫系统的基本设计惊人地相似，这些群体独立进化了 5 亿多年，”马克斯普朗克免疫生物学和表观遗传学研究所所长 Thomas Boehm 解释说。科学家们知道，所有脊椎动物都具有 T 细胞和 B 细胞这两个谱系，它们都配备了能够识别外来结构(通常称为抗原)的受体。由于免疫系统必须区分非常不同类型的抗原，因此受体的结构也各不相同;它们由在 T 细胞和 B 细胞发育过程中以随机方式产生的相似但不相同的构建块组成。

用 CRISPR/Cas9 剖析适应性免疫

最近研究的一大惊喜是无颌和有颌脊椎动物的抗原受体构建块在结构上不同，但在免疫防御过程中起着相同的作用。“七鳃鳗使用称为富含亮氨酸的重复序列的短肽，并将它们像珠子上的线一样排列，形成所谓的可变淋巴细胞受体。然而，到目前为止，还不清楚这些线是如何缝合在一起的，”Ryo Morimoto 首先解释道- 该研究的作者。弗赖堡的马克斯·普朗克研究人员与法国雷恩 INRA 的科学家们合作，现在已经回答了这个重要问题。