研究人员发现诱导防御的进化支持

研究生Reese Martin和他的博士生导师，生物科学助理教授Ann Tate使用理论模型来确定遗传多效性与免疫反应进化之间的潜在关系。两人撰写了一篇题为“多效性促进宿主 - 病原体共同进化模型中诱导免疫反应的进化”的论文，发表在PLOS Computational Biology上。

马丁用一个比喻来解释多效性以及诱导防御与本构防御。“想象一下，你总是想一进入房间就把灯打开。一种解决方案是一直开着灯，当你不在房间里时浪费能量，另一种解决方案是设置一个传感器，当你进入房间时打开灯，节省能源，但可能会让你在灯光亮起时处于黑暗中，“马丁解释道。

“这里的第一个解决方案类似于构成性免疫 - 即使没有寄生虫存在，也总是投入精力来抵御寄生虫。第二种类似于诱导免疫，其中对免疫的投资仅在传感器被触发时才发生，但反应可能需要时间才能增加，让入侵者有时间在你的免疫系统可以移除它们之前繁荣昌盛。

然后他解释说，多效性，即一个基因影响多个特征的现象，就像使用单个开关打开灯和搅拌机一样。在比喻中，他想象如果你每次打开灯时都想要一杯冰沙会很有帮助，但除此之外，这种设置充其量是浪费。

这项工作的灵感来自免疫力的快速进化，多效性基因通常缓慢的进化与参与免疫的多效性基因的丰度之间的冲突。马丁和泰特设计了一个进化模型，其中宿主需要抵御寄生虫，而成功抵御寄生虫的宿主创造了下一代宿主，有可能将突变传递给孩子。一些宿主还背负着无法改变的免疫特征，这与多效性基因的缓慢进化性质相对应。

两人测试了几个宿主群体，一个没有多效性基因，另一个具有不同的多效性基因实现。在第一个人群中，组成性反应很常见，随着感染机会的增加，一些人群会进化出诱导的免疫反应。其中两个多效性群体与非多效性人群相同，但另外两个群体比非多效性人群表达更多的组成性免疫应答或更诱导的免疫应答。尽管不如组成宿主常见，但诱导宿主非常适合，这表明诱导免疫的进化具有挑战性。

根据泰特的说法，“里斯是一位了不起的计算生物学家，他正在为我们在实验室中研究的许多概念带来理论上的牙齿，包括免疫系统信号的进化和生活史权衡的进化。他的工作通过形成新的可测试假设来补充实验室的实验工作，帮助我们看到逻辑中的漏洞，并在生态和进化水平上连接不同动态过程的点。

马丁希望，除了上述结果之外，其他人将能够建立该货币对的方法。他解释说：“我希望人们将这种理论工作视为一种探索工具，可用于为未来的假设提供信息并指导实证实验。

他很早就通过古生物学培养了对科学的热爱。他解释说，进化一直是他的兴趣所在，但现在在研究生院，它已成为他工作的主要焦点。

他总结说：“我认为，了解生物过程是如何进化的，是理解这一过程今天如何运作的重要一步。

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