Ukwiały, bliscy krewni koralowców i meduz, są jednymi z najstarszych zwierząt na Ziemi, ich linia ewolucyjna oddzieliła się od tej prowadzącej do człowieka ponad 600 milionów lat temu. To sprawia, że stanowią one wyjątkowy model do badań nad początkami odporności u zwierząt.
W organizmach ludzi i innych kręgowców kluczową rolę w obronie przed wirusami odgrywa białko MAVS, które aktywuje odpowiedź immunologiczną po wykryciu patogenów. Naukowcy od dawna zastanawiali się, jak głęboko zakorzeniony jest ten mechanizm w ewolucji zwierząt i czy podobne rozwiązania występują także u bardziej prymitywnych organizmów.
Izraelsko-amerykański zespół zidentyfikował u ukwiałów nowe białko, nazwane CARDIB (CARD Inhibitor Binding protein). Początkowo wszystko wskazywało na to, że CARDIB jest odpowiednikiem ludzkiego MAVS i pełni podobną funkcję. Jednak eksperymenty laboratoryjne przyniosły zaskakujące rezultaty. Okazało się, że zamiast aktywować odpowiedź przeciwwirusową, CARDIB ją hamuje.
To odkrycie postawiło przed badaczami fundamentalne pytanie: dlaczego organizm miałby samodzielnie tłumić własną odporność? Aby to sprawdzić, naukowcy wykorzystali technikę edycji genów CRISPR, usuwając gen CARDIB u ukwiałów. Następnie poddali je ekspozycji na wirusy. Ku zaskoczeniu badaczy, zwierzęta pozbawione tego białka były znacznie bardziej podatne na infekcje, wirusy namnażały się szybciej, a mechanizmy obronne nie uruchamiały się prawidłowo.
Wyniki eksperymentów wykazały, że choć CARDIB działa jak „hamulec” układu odpornościowego, to jego obecność jest niezbędna do skutecznej walki z wirusami. Brak tego białka prowadzi do całkowitej dezorganizacji odpowiedzi immunologicznej i większej podatności na zakażenia.
Naukowcy postanowili sprawdzić, czy odkryty mechanizm działa również poza warunkami laboratoryjnymi. Genetycznie zmodyfikowane ukwiały przeniesiono do specjalnych zbiorników z naturalną wodą morską, bogatą w różnorodne wirusy i mikroorganizmy. Wyniki były jednoznaczne, osobniki pozbawione CARDIB gromadziły znacznie więcej wirusów niż te z niezmienionym genomem. Co więcej, jeden z genów odpornościowych, który wydawał się mało istotny w laboratorium, w naturalnych warunkach okazał się kluczowy.
Odkrycie to wskazuje, że ewolucja nie przyjęła jednego, uniwersalnego mechanizmu obrony przeciwwirusowej u wszystkich zwierząt. Różne linie ewolucyjne mogły wykształcić odmienne strategie, jak wykrywać i neutralizować wirusy. Choć zarówno ludzie, jak i ukwiały muszą chronić się przed infekcjami, ich układy odpornościowe mogą funkcjonować na zupełnie innych zasadach.
Autorzy pracy podkreślają również znaczenie analizowania organizmów spoza tradycyjnych modeli biomedycznych. Pradawne zwierzęta, takie jak ukwiały, mogą skrywać ewolucyjne innowacje, które pozostają niewidoczne w badaniach ograniczonych do ludzi, czy myszy lub innych popularnych gatunków laboratoryjnych.
