細(xì)胞必須保護(hù)它們自己：一方面防止其遺傳物質(zhì)發(fā)生損傷，而且還要對(duì)抗來自外部的攻擊，例如病毒。為此，它們會(huì)使用兩種不同的機(jī)制：特殊的蛋白質(zhì)尋找和檢測(cè)細(xì)胞自身DNA的缺陷，而免疫系統(tǒng)則會(huì)采取行動(dòng)對(duì)付入侵者。目前，來自德國(guó)慕尼黑工業(yè)大學(xué)（TUM）和慕尼黑大學(xué)（LMU）的科學(xué)家們表明，這兩種保護(hù)機(jī)制都是通過一種共有的蛋白質(zhì)聯(lián)系在一起。相關(guān)結(jié)果發(fā)表在最近的《Nature Immunology》雜志。

    在人類細(xì)胞中，DNA作為遺傳信息的載體，僅存在于細(xì)胞核中。為了保護(hù)它，專門的蛋白質(zhì)會(huì)定期掃描DNA鏈查找缺陷，并修復(fù)它們。這方面的一個(gè)例子是蛋白質(zhì)Rad50，它是一種DNA傳感器，與DNA結(jié)合并檢測(cè)有缺陷的部位。由TUM的Jürgen Ruland教授帶領(lǐng)的科學(xué)家小組，與LMU的同事合作，發(fā)現(xiàn)了Rad50執(zhí)行的另外一項(xiàng)重要任務(wù)。

    一般地，在細(xì)胞核周圍的細(xì)胞質(zhì)中沒有DNA。然而，如果確實(shí)出現(xiàn)過，它通常是來自于病毒的外源DNA，例如，感染細(xì)胞的病毒。就像人類一樣，一些種類的病毒會(huì)使用DNA來攜帶它們的遺傳信息。因此，先天免疫系統(tǒng)已經(jīng)發(fā)展出了報(bào)警機(jī)制，來快速有效地檢測(cè)細(xì)胞質(zhì)中的外源DNA，并通過產(chǎn)生信使物質(zhì)激活免疫系統(tǒng)。

    然而，這種激活過程在細(xì)胞質(zhì)中是如何發(fā)生的，在很大程度上還是未知的。在這項(xiàng)研究中，第一作者Susanne Roth博士及其同事們證明，來自細(xì)胞核的DNA傳感器Rad50蛋白，也是抗病毒防御的一個(gè)重要觸發(fā)因子。Jürgen Ruland教授解釋這項(xiàng)結(jié)果的意義：“我們非常的驚訝發(fā)現(xiàn)，Rad50專門檢測(cè)細(xì)胞核中的DNA，也檢測(cè)外源病毒的DNA，作為相應(yīng)免疫反應(yīng)的一個(gè)連接環(huán)節(jié)。”

    一種蛋白，兩種功能

    在實(shí)驗(yàn)中，科學(xué)家們用一種病毒來感染免疫細(xì)胞，這種病毒將其DNA導(dǎo)入細(xì)胞質(zhì)中。他們表明，即使Rad50通常?？吭诩?xì)胞核中受損的DNA上，但它會(huì)與細(xì)胞質(zhì)中的病毒DNA結(jié)合。一個(gè)關(guān)鍵的因素是，Rad50同時(shí)與免疫系統(tǒng)的一種特定信號(hào)蛋白（C**9）相互作用，形成一個(gè)復(fù)合體。研究人員首次在細(xì)胞中成功地演示了這一關(guān)系。

    復(fù)合物的形成會(huì)激活細(xì)胞中的一個(gè)信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)通路，最終產(chǎn)生信號(hào)物質(zhì)白介素1β（interleukin 1β）。免疫系統(tǒng)的這一關(guān)鍵“總參與者”可引起發(fā)燒作為對(duì)病原體的一種防御機(jī)制，但是在自身免疫性疾病中也起一定的作用，如類風(fēng)濕性關(guān)節(jié)炎。

    為了證實(shí)他們的結(jié)果，研究人員用不包含Rad50或C**9的細(xì)胞，再次將DNA導(dǎo)入其細(xì)胞質(zhì)。這兩種類型的細(xì)胞，產(chǎn)生了更少的白細(xì)胞介素1β，因?yàn)椴荒苄纬杉せ顖?bào)警系統(tǒng)的Rad50-C**9復(fù)合體。

    Jürgen Ruland解釋說：“IL-1β太多或太少，都可能導(dǎo)致一種有缺陷的免疫反應(yīng)或慢性疾病，所以它的生產(chǎn)必須由身體嚴(yán)格調(diào)控。現(xiàn)在我們知道，Rad50和C**9是報(bào)警系統(tǒng)和IL-1β生產(chǎn)的重要觸發(fā)因子，我們可以對(duì)許多免疫反應(yīng)有一個(gè)更好的理解，并開發(fā)可在治療上影響它們的策略。”