Tutkijaryhmä Tulane Universitystä yhdessä Stanfordin yliopiston ja Yhdysvaltain tautikeskusten (CDC) tutkijoiden kanssa on kuvannut aiemmin tuntemattoman ominaisuuden vesperlepakkojen (Vespertilionidae) immuunijärjestelmässä. Tulos julkaistiin tiedejulkaisussa Science Advances, ja se muuttaa perustavaa laatua olevaa käsitystä siitä, miten nisäkkäiden vasta-ainejärjestelmät voivat olla järjestäytyneitä.

Erottavana löydöksenä tutkijat havaitsivat, että vesperlepakkojen genomi sisältää kaksi erillistä geenijoukkoa, jotka koodaavat vasta-aineiden raskasproteiiniketjuja. Kaikilla muilla tunnetuilla nisäkkäillä raskasketjut rakentuvat yhdestä geenisysteemistä. Tämä kaksijakoinen ratkaisu tarjoaa lepakoille uusia tapoja tuottaa vasta-ainemuunnoksia ja saattaa osaltaan selittää, miksi monet lepakkolajit kantavat viruksia ilman, että ne sairastuvat vakavasti.

Poikkeava vasta-ainerakenne

Vasta-aineet koostuvat perinteisesti kahdesta raskaasta ja kahdesta keveästä proteiiniketjusta, jotka yhdessä tunnistavat ja neutraloivat taudinaiheuttajia. Tulanelaisen ryhmän analyysissä vesperlepakkojen raskasketjujen koodaavista geeneistä löytyi kaksi itsenäistä kokonaisuutta, jotka voivat tuottaa erillisiä raskasproteiinivariaatioita. Tämä antaa imagon laajemmasta adaptatiivisen immuniteetin kirjosta verrattuna tunnettuihin nisäkäsmalleihin.

Tutkimuksessa korostetaan, että aiempi fokus lepakoiden immuunivasteisiin on keskittynyt pääosin niiden synnynnäiseen immuniteettiin. Nyt löydetty rakenne tuo esiin sopeutuman, joka kuuluu adaptiivisen immuniteetin eli vasta-aineita tuottavan komponentin piiriin. Tutkijat eivät väitä löytönsä selittävän yksiselitteisesti lepakoiden viruskantoisuutta, mutta pitävät sitä merkittävänä palana kokonaiskuvan muodostamisessa.

Vaikutukset evoluutiobiologialle ja terveystutkimukselle

Vesperlepakot muodostavat laajan eläinryhmän: perhe sisältää yli 500 lajia, ja niitä esiintyy kaikilla mantereilla Etelänapaa lukuun ottamatta. Niiden ekologinen merkitys on suuri — monet lajit toimivat pölyttäjinä, siementen levittäjinä ja luonnollisina tuholaistorjujina. Siksi ymmärrys lepakoiden immunologiasta koskettaa paitsi perustutkimusta myös ekosysteemien dynamiikkaa ja ihmisten sekä muiden lajien terveydentilaa.

Biologeille ja immunologeille löydös avaa uuden vertailupohjan: eri lajien immunologinen monimuotoisuus voi paljastaa ratkaisuja, joita ihmisten ja laboratorioeläinten tutkimus ei ole tuonut esiin. Käytännön sovellukset saattavat pitkällä tähtäimellä liittyä esimerkiksi parempaan ennakointiin tautien siirtymisessä lajien välillä ja laajempiin strategioihin tartuntatautien ehkäisyssä. Tutkijat korostavat, että lisätutkimuksia tarvitaan: geenijärjestelyjen toimintamekanismit, niiden ilmaisu eri kudoksissa ja vaste eri patogeeneihin ovat vielä selvitettävänä.

Löydös on myös muistutus luonnon monimuotoisuuden merkityksestä tiedonlähteenä. Kun tarkastelemme lajeja, jotka ovat kehittyneet hyvin erilaisiin ekologisiin tilanteisiin, saamme havaintoja, joita perinteiset mallit eivät ylläpidä. Tällaisten vertailujen avulla voidaan löytää periaatteita, jotka auttavat ymmärtämään elämän sopeutumiskykyä laajemmassa, planeettamme mittakaavassa.

Tutkimus ei ilmoita välittömiä käytännön toimenpiteitä, mutta se osoittaa, että vertaileva immunologia — eli eri lajien puolustusjärjestelmien rinnakkainen tutkimus — on lupaava suunta. Se voi tarjota sekä perustietoa elämän evoluutiosta että sovellettavaa ymmärrystä ihmisten ja muiden lajien terveyden suojeluun.

Julkaisun tekijöitä ovat Tulane Universityn tutkijat yhteistyössä Stanfordin yliopiston ja CDC:n asiantuntijoiden kanssa. Seuraavaksi kenttään kaivataan laajempaa lajikohtaista analyysiä ja kokeellisia tutkimuksia, jotka selventävät, miten kahden raskasketjugeneettisen järjestelmän eri yhdistelmät vaikuttavat lepakoiden immuunivasteisiin.