科学家解除了免疫细胞的“语言”
UCLA生活科学家已经确定了六个“单词”,特定的免疫细胞用于调用免疫防御基因 - 了解身体用于对威胁的语言的语言的重要一步。
此外,他们发现,两个这些词的错误使用可以激活错误的基因,导致自身免疫性疾病称为Sjögren的综合症。在小鼠中进行的研究是本周在同行评审期刊上发表的免疫。
“细胞已经演变了一种免疫响应代码或语言,”托马斯M.Seasher Hoffmann,Microbiology of Microbiology and Countitutation of CORA定量和计算生物学主任教授。“我们已经确定了这种语言的一些单词,我们知道这些话是很重要的,因为它们被误用。现在我们需要了解这些词的含义,我们正在迅速进步。它是迅速的进步。它是令人兴奋的是考古学家发现了Rosetta Stone,可以开始阅读埃及象形文字。“
身体中的免疫细胞不断评估他们的环境并通过使用科学的解码器在科学的解码器中协调他们的防御功能 - 告诉细胞的细胞核,该细胞核是响应于致病性细菌和病毒而导致的基因。每个信令密码子由DNA结合蛋白的几个连续动作组成,当组合时,引发适当的基因激活,以与通过电话线的连续电信号相同的方式相同以产生对话的单词。
研究人员专注于巨噬细胞使用的单词,专门化免疫细胞摆脱潜在有害的颗粒,细菌和死细胞的身体。使用先进的显微镜技术,它们“在健康的小鼠中”听取“巨噬细胞,并确定了与免疫威胁相关的六个特定密码子词。然后,它们对来自小鼠的巨噬细胞的巨噬细胞与含有类似于人类的Sjögren综合征的小鼠的巨噬细胞来确定这种疾病是否因这些词的缺陷使用而导致这种疾病。
“实际上,我们发现在使用两种单词中的缺陷,”Hoffmann说。“就好像是不是说,”回应街头攻击者,“细胞不正确地说,”回应房子里的攻击者“。”
研究人员所说的调查结果表明,Sjögren不会因慢性炎症而导致慢性炎症,而是长期思想,而是从囊吞并混淆导致不恰当的基因激活,导致身体自行攻击。下一步是找到纠正混淆的单词选择的方法。
许多疾病与细胞中的误解有关,但这项研究是第一个认识到免疫细胞使用语言的研究,以识别这种语言的单词,并展示当单词选择时会发生什么。霍夫曼希望球队的发现将作为发现与其他疾病相关的词语的指南。
战争中的免疫系统:单词和代码
在安装特定且适用于每种病原体的反应时,免疫细胞如何如此有效?答案,霍夫曼说,位于“信令途径”中,链接免疫细胞'受体分子的通信通道 - 感知病原体的存在 - 用不同种类的防御基因。转录因子NFκB是这些信号传导途径之一,被认为是对病原体威胁的免疫细胞反应的中央调节因子。
“巨噬细胞能够应对不同类型的病原体和安装不同类型的防御。国防部队 - 军队,海军,空军,特殊作战 - 由基因组调解,”他说。“对于每种免疫威胁,必须动员正确的基因组。这需要与关于威胁性质的这些单位进行精确和可靠的沟通。NFκB动态提供了通信代码。我们在本准则中确定了这些代码中的单词,但我们不会”T然而,完全了解每个防御单元如何解释密码子词的各种组合。“
当然,呼吁错误的单位不仅无效,霍夫曼笔记,但可能会造成伤害,因为车辆摧毁道路,事故发生并更糟糕的是,就像Sjogren一样,可能是其他疾病。
算法,计算机和微积分:识别六个单词
对于研究,科学家分析了超过12,000个细胞响应27个免疫威胁条件的沟通。基于时间NFκB动力学的可能排列,它们在900多个潜在的“单词”列表中, - 对于第二个字母的元音的三个字母单词的所有组合。
然后,使用最初在20世纪40年代开发的算法用于电信行业,他们监测了当巨噬细胞响应刺激的刺激(例如病原体衍生的物质)时倾向于出现的哪些潜在词语。他们发现,六种特定的动态特征或“单词”最常与该响应相关。
一个类比将在谈话中倾听某人,并发现某些三个字母的单词往往被使用,例如“”,“男孩,”玩具“,”玩具“,”得到“,但不是”biy“或”bey,“领导作者Adewunmi Adelaja说,他赢得了他的博士学位。在Hoffmann的实验室,现在正在努力在UCLA。
然后,团队使用机器学习算法来模拟巨噬细胞的免疫应答。如果他们教一台电脑六个字,他们问道,当电脑的细胞被“谈话”时,它会识别刺激吗?他们证实它可以。进一步钻井,他们探讨了如果计算机只有五个单词可用。他们发现计算机在认识到刺激方面取得了更多的错误,导致团队得出结论,可靠的蜂窝通信所需的所有六个单词。
科学家们还使用了微积分来研究产生的免疫细胞内的生物化学分子相互作用字。
霍夫曼及其同事们在期刊上透露科学2014年,免疫系统的b如何以及为什么为什么细胞响应真正的威胁。在2013年在细胞发表的一项研究中,他的团队首次表现出涉及在炎症期间涉及受体与基因的细胞误解而没有严重的副作用。
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