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　　線蟲最喜歡喫的食物是它的幼蟲，它必須非常小心，不要意外地喫掉自己的後代。在一項新的研究中，來自德國馬克斯-普朗克發育生物學研究所的研究人員發現這些僅一毫米長的微小線蟲如何能夠將自己的後代與其他線蟲的後代區分開來，從而避免同類相食（cannibalism）。他們發現Pristionchus屬線蟲通過一種複雜的機制來識別它的後代。這些線蟲在它們的表面上攜帶着一種較小的高度可變的似乎可由線蟲鼻子檢測到的蛋白。這種蛋白的可變部分可能起到自我識別代碼的作用，即便發生一個氨基酸的變化也會導致同類相食。相關研究結果發表在2019年4月5日的Science期刊上，論文標題爲“Small peptide–mediated self-recognition prevents cannibalism in predatory nematodes”。

　　圖片來自MPI f. Developmental Biology/ J. Berger, R. Sommer。

　　論文通訊作者、馬克斯-普朗克發育生物學研究所首席科學家Ralf Sommer說道，“自我識別在動植物王國中隨處可見。它處於衆多生物過程---從單細胞生物的聚集到各種動物的社會性或攻擊性行爲---的核心，而且也是負責抵禦病原體的人類免疫系統的關鍵部分。然而，儘管自我識別普遍存在，但是這類有機體自我識別在此之前並沒有在線蟲中描述過。”Sommer將Pristionchus屬線蟲建立爲與著名的秀麗隱杆線蟲（Caenorhabditis elegans）進行比較研究的模式生物。

　　爲了研究Pristionchus屬線蟲如何能夠區分自我和非自我後代，這些研究人員進行了一系列實驗來評估它們的獵物偏好性。在多個單獨的實驗中，他們給不同Pristionchus物種的成年線蟲提供了它們自己的幼蟲、秀麗隱杆線蟲幼蟲、不同Pristionchus物種的幼蟲或它們自己物種內相關品系的幼蟲作爲獵物。

　　身體表面的信號

　　在所有實驗中，成年線蟲都避免攻擊自己種系的幼蟲；但是它們毫不猶豫地攻擊秀麗隱杆線蟲幼蟲、親緣關係較爲密切的物種的後代，甚至是它們自己物種內不同品系的後代。即便將成年線蟲與它們自己的幼蟲和不同Pristionchus物種的幼蟲進行混合培養，這些成年線蟲也僅選擇“非自我”後代作爲獵物。論文第一作者James Lightfoot解釋道，“這一發現排除了它們自己的幼蟲被釋放到環境中的類似信息素的物質，這是因爲自我識別在混合培養時也完整無好地保留下來。”進食的成年線蟲在喫獵物之前總是首先進行鼻子接觸的觀察結果進一步證實了這些決定性信號位於身體表面上。

　　通過靶向突變，Sommer及其團隊能夠鑑定出一個在區分“自我”和“非自我”方面發揮着重要作用的基因，他們恰當地將它命名爲self-1。這個基因編碼一個由63個氨基酸組成的小蛋白。這個蛋白的大部分是高度保守的，這意味着即便在親緣關係較遠的物種中，它們在這一部分也具有相同的氨基酸序列。

　　可變區域

　　然而，位於這個蛋白末端的一個小區域變化很大，即便在親緣關係較近的Pristionchus pacificus線蟲之間也存在明顯差異。在突變實驗中，交換這個區域中的單個氨基酸足以阻止自我識別，也並不能阻止同類相食。Sommer解釋道，“因此，SELF-1似乎代表了一種 自我識別代碼，並在線蟲的整個生命週期內保持在它的身體表面上。”

　　然而，進一步的實驗表明擁有物種特異性SELF-1蛋白並不是決定是否發起攻擊的唯一信號。在通過基因改造讓秀麗隱杆線蟲幼蟲裝備上Pristionchus pacificus線蟲的SELF-1蛋白後，Pristionchus pacificus成年線蟲仍然能夠攻擊經過基因改造的秀麗隱杆線蟲幼蟲。Sommer 說道，“很明顯，SELF-1是一種調節‘自我’和‘非自我’區分的更復雜機制的一部分。因此，Pristionchus pacificus線蟲提供了一個理想的模型系統來研究這種自我識別背後的機制及其進化以及這種線蟲在競爭環境中使用的策略。”

　　原始出處：

　　James W. Lightfoot et al. Small peptide–mediated self-recognition prevents cannibalism in predatory nematodes, Science (2019). DOI: 10.1126/science.aav9856