Bananfluer kan bane vejen for bedre forståelse af menneskers immunforsvar
Menneskekroppens forsøg på at udrydde indtrængne virusser kan i sidste ende gå hen at blive fatalt. Ser man f.eks. på den nuværende Covid-19 pandemi, er det i mange tilfælde hyperinflammation og en ukontrollerbar immunrespons – kaldet cytokinstorm – grundet virusinfektionen, der slår patienterne ihjel. Måske kan en dybere forståelse af bananfluers immunforsvar bruges som løftestang til at udvikle strategier, hvor man bremser den inflammatoriske komponent af det menneskelige immunforsvar uden at bremse den antivirale effekt.

Når man ser mere overordnet på menneskers og bananfluers måde at takle virusinfektioner på, bliver det klart, at der anvendes to fundamentalt forskellige strategier. Hvor menneskers immunforsvar søger at udrydde virussen fra kroppen, så forsøger bananfluerne at overleve længst muligt på trods af virusinfektionen. For mennesker, der kan leve i mange årtier og bruger årevis på at blive kønsmodne, kan det betale sig at fjerne virusinfektioner helt. For bananfluer, der bliver kønsmodne i løbet af et par uger, handler det bare om at strække levetiden med nogle dage – bare længe nok til at sætte næste generation i verden.
Ved at studere hvordan bananfluer, der bruges som forsøgsdyr verden over, håndterer en virusinfektion, kan forskere måske finde en anden måde at bekæmpe virusinfektioner i fremtiden.
Studier af bananfluers håndtering af virusinfektion
Den bedst belyste form for immunitet over for virus i bananfluer hedder RNA interference (RNAi), hvor insekterne bruger små stykker af virussens egen RNA-sekvens mod virussen. De små RNA-sekvenser indgår i et cellulært maskineri, der direkte rammer og bekæmper virusformeringen i de inficerede celler. Dette står i kontrast til det medfødte immunsystem i mennesker, hvor viralt RNA eller DNA bliver genkendt af receptorer, der derefter starter udtrykket af antivirale og inflammatoriske gener. Disse gener lukker blandt andet ned for cellen og for virussens formering i cellen og danner signalstoffer - kaldet cytokiner - som advarer de omkringliggende celler. Der har i noget tid været beviser for, at gen-responser også er en del af det antivirale immunforsvar i insekter, men de involverede receptorer har indtil for nyligt været helt ukendte. I artiklen ”Two cGAS-like receptors induce antiviral immunity in Drosophila” viser forfatterne, at bananfluer har to proteiner, der er beslægtede med menneskers antivirale receptor cGAS.
De to bananflueproteiner, der er navngivet cGLR1 og cGLR2, spiller en væsentlig rolle for bananfluers overlevelse under bestemte virusinfektioner. Når en virus inficerer en celle i bananfluen, bliver der dannet dobbeltstrenget RNA, og det opdager cGLR1. Det fører til, at cGLR1 producerer et advarselsstof, som aktiverer proteinet STING, som er forbindelsesleddet mellem opdagelsen af en infektion og cellens antivirale forsvar. cGLR2 producerer ligeledes advarselsstoffer, som kan aktivere STING, men aktivatoren af cGLR2 er stadig ukendt. Som reaktion på disse advarselsstoffer sætter STING gang i udtrykket af antivirale gener via en NF-ϰB-transskriptionsfaktor. Dermed er der nu fastlagt en cellulær signalvej i bananfluer, der strækker sig fra genkendelsen af virusinfektion til udtrykket af bestemte gener.
Hvor meget ligner vi bananfluer?
Ligesom cGLR1 og cGLR2 producerer cGAS et signalstof i mennesker, der aktiverer STING, men cGAS bliver aktiveret af dobbeltstrenget DNA – ikke dobbeltstrenget RNA. Humant STING signalerer både via NF-ϰB-transskriptionsfaktorer men i høj grad også via transskriptionsfaktoren IRF-3 for at for at udtrykke antivirale og inflammatoriske gener. Der er derfor både klare ligheder og forskelle mellem menneskers og i bananfluers STING-signalvej.
cGLR1 og cGLR2 er ikke de proteiner i bananfluer, der ligner cGAS mest, når man ser på sekvensen. Men indtil videre er det de eneste proteiner i bananfluer, der udviser en cGAS-lignende funktion. Studiets resultater viser, at der ikke blot er tale om et enkelt cGAS-gen, der går igen i alle dyr, men at cGAS tilhører en gruppe af receptorer med strukturelle og funktionelle ligheder. Det kender man også fra Toll-lignende receptorer (TLR) og Rig-I-lignende receptorer (RLR), og derfor er den nye gruppe af receptorer blevet døbt cGAS-lignede receptorer (cGLR).
I infektioner som Covid-19 og Influenza sker den største del af skaden som følge af den inflammatoriske del af immunresponset. Det endelige mål med studierne i bananfluer er at lære mere om den måde, hvorpå balancen mellem det inflammatoriske respons og den antivirale aktivitet kontrolleres. Forskerne håber, at den viden kan bruges til at udvikle strategier, hvor man bremser den inflammatoriske komponent af det menneskelige immunforsvar uden at bremse den antivirale effekt.
Forskningsprojektet er udført i tæt samarbejde med et fransk/kinesisk team ledet af Jean Luc Imler fra Strasbourg.
Resultaterne er offentliggjort i det videnskabelige tidsskrift Nature:
Two cGAS-like receptors induce antiviral immunity in Drosophila
Andreas Holleufer, Kasper Grønbjerg Winther, Hans Henrik Gad, Xianlong Ai, Yuqiang Chen, Lihua Li, Ziming Wei, Huimin Deng, Jiyong Liu, Ninna Ahlmann Frederiksen, Bine Simonsen, Line Lykke Andersen, Karin Kleigrewe, Louise Dalskov, Andreas Pichlmair, Hua Cai, Jean-Luc Imler & Rune Hartmann
Nøgleord
Kontakter
Professor Rune Hartmann - rh@mbg.au.dk – mobil 2899 2578
Institut for Molekylærbiologi og Genetik
Aarhus Universitet
Billeder

Links
Information om Aarhus Universitet Natural Sciences
Følg pressemeddelelser fra Aarhus Universitet Natural Sciences
Skriv dig op her, og modtag pressemeddelelser på e-mail. Indtast din e-mail, klik på abonner, og følg instruktionerne i den udsendte e-mail.
Flere pressemeddelelser fra Aarhus Universitet Natural Sciences
Hvad får en plante til at vokse mod lys?1.7.2022 11:32:55 CEST | Pressemeddelelse
Få mennesker har haft større indflydelse på videnskaben end Charles Darwin. Hans forskning på Galápagos-øerne og hans teorier om evolution er velkendte, men mange er sikkert ikke klar over hans store indflydelse på planteforskningen. Nu har et internationalt forskerhold taget et stort skridt mod at forklare en central observation, der alt sammen startede med Darwin.
Verden drukner i plastik: Nyt center kan blive en af klodens redningskranse28.6.2022 14:03:44 CEST | Pressemeddelelse
Verdenshavene fyldes med plastik, og det globale samfund kan ikke følge med produktionen og nedbryde den store mængde plastik, der produceres hvert år. Der må findes en løsning, mener professor Daniel Otzen, som med 57 millioner kroner fra Novo Nordisk Fondens Challenge Programme nu kan åbne et center for plastikforskning ved Aarhus Universitet.
Jordens mangfoldighed af træarter er under pres23.6.2022 06:00:00 CEST | Pressemeddelelse
Et internationalt forskerhold viser i en ny global undersøgelse af flere end 46.000 arter af træer, at mange træarter er udsat for stort pres og er dårligt beskyttede. Samtidig har forskerholdet, der ledes fra Aarhus Universitet, undersøgt, hvordan situationen kan forbedres ved hjælp af ambitiøs og smart udpegning af nye naturbeskyttelsesområder.
Aarhus University’s new CO2 research center opens officially10.6.2022 06:00:00 CEST | Press release
The Novo Nordisk Foundation CO2 Research Center is the world’s first mission-oriented interdisciplinary research center aimed at developing knowledge and technologies that can be used to capture and recycle CO2. The center has been established at Aarhus University and will open officially on 13 June.
Nyt grundforskningscenter vil afsløre skyernes hemmeligheder7.6.2022 11:16:27 CEST | Pressemeddelelse
Et af klimaforskningens store mysterier er skydannelse, og hvad der egentlig sker inde i skyerne. Løsningen på mysteriet kan være uhyre vigtigt for klimaforskningen, og nu vil nyt grundforskningscenter ved Aarhus Universitet finde svar og sætte skyerne under lup.
I vores nyhedsrum kan du læse alle vores pressemeddelelser, tilgå materiale i form af billeder og dokumenter samt finde vores kontaktoplysninger.
Besøg vores nyhedsrum