Морские анемоны (актинии) — это хищные беспозвоночные животные, лишенные скелета. Они ведут малоподвижный образ жизни на морском дне, внешне напоминают цветы и при этом являются близкими биологическими родственниками медуз и кораллов. Биологи выбрали их в качестве объекта исследования потому, что они отделились от общей с человеком эволюционной ветви более 600 миллионов лет назад. В организме человека и других позвоночных ключевую роль в запуске иммунного ответа при встрече с вирусом играет белок MAVS. Ученые попытались выяснить, насколько древним является этот механизм, и обнаружили у анемонов очень похожий белок, который назвали CARDIB. На первый взгляд казалось, что он выполняет ту же защитную функцию. Однако на практике это оказалось не так.
Это исследование, проведенное учеными из Еврейского университета в Иерусалиме совместно с коллегами из Университета Северной Каролины (США), опубликовано в журнале Nature Ecology & Evolution. Как объяснил глава исследовательской группы профессор Иегу Моран (Yehu Moran), вместо активации иммунитета CARDIB в нормальных условиях работает как тормоз и подавляет его. Сначала это показалось парадоксальным: зачем организму намеренно глушить собственную защиту?
Чтобы разобраться в этом, аспирант Тон Шарони (Ton Sharoni) и его коллеги использовали генное редактирование CRISPR и вырезали ген белка CARDIB у подопытных анемонов. Результат удивил команду: без этого «тормоза» способность организмов бороться с инфекциями резко упала, а вирусы внутри них стали размножаться намного быстрее. Выяснилось, что этот белок необходим для правильной регуляции и дозированного запуска иммунного ответа, без которого защитная система не может эффективно включиться.
Чтобы доказать, что открытый механизм — это не просто редкая лабораторная аномалия, ученые провели эксперимент в естественной среде. Модифицированных анемонов пересадили из аквариумов в открытые мезокосмы (экспериментальные природные резервуары) с морской водой в Южной Каролине, где они столкнулись с реальным разнообразием диких вирусов и микроорганизмов. Всего за несколько дней анемоны без белка CARDIB накопили в разы больше вирусных частиц, чем их дикие сородичи.
Данный эксперимент подтвердил, что открытый биохимический путь критически важен для выживания животных в дикой природе и доказывает поразительное многообразие эволюционных решений в борьбе с общими врагами.