راز خفاش‌ها: کشف جدید دانشمندان درباره ویروس‌های مرگبار

کد خبر: ۹۳۳۳۴۸ تاریخ انتشار: ۰۵ : ۲۱ – ۱۱ مرداد ۱۴۰۵

خفاش‌ها چگونه می‌توانند حامل انواع ویروس‌های مرگبار باشند؟ دانشمندان به سرنخی تازه دست یافته‌اند. خفاش‌ها سال‌هاست که توجه محققان را به خود جلب کرده‌اند. آن‌ها قادرند میزبان ویروس‌هایی باشند که در انسان و بسیاری از حیوانات دیگر بیماری‌های خطرناکی ایجاد می‌کنند، اما خود هرگز بیمار نمی‌شوند. به تازگی، محققان ویژگی شگفت‌انگیزی را در سیستم ایمنی خفاش‌ها کشف کرده‌اند که در هیچ پستاندار دیگری مشاهده نشده است.

به نظر می‌رسد خفاش‌های پوزه‌بلند که بزرگ‌ترین خانواده‌ی خفاش‌ها را تشکیل می‌دهند، دارای دو مجموعه‌ی ژنی کاملاً مجزا برای تولید آنتی‌بادی‌ها هستند. آنتی‌بادی‌ها پروتئین‌های دفاعی هستند که به میکروب‌ها و ویروس‌ها متصل شده و آن‌ها را از کار می‌اندازند.

به گزارش انتخاب، هانا فرانک، استاد اکولوژی و زیست‌شناسی تکاملی از دانشگاه تولین و یکی از نویسندگان این پژوهش، در گفت‌وگو با لایوساینس بیان کرد: «تا پیش از این، فقط در ماهی‌ها چنین سیستمی مشاهده شده بود و هیچ‌کس تصور نمی‌کرد پستانداران نیز چنین ساختاری داشته باشند.»

برای درک اهمیت این کشف، باید بدانیم آنتی‌بادی‌ها چگونه عمل می‌کنند. آنتی‌بادی‌ها پروتئین‌هایی به شکل حرف Y هستند. دو بازوی این حرف وظیفه‌ی شناسایی و اتصال به دشمن را بر عهده دارند و قسمت پایینی آن مشخص می‌کند که سیستم ایمنی چه واکنشی نشان دهد؛ مثلاً ویروس را از ورود به سلول بازدارد یا آن را برای نابودی به سایر سلول‌های دفاعی معرفی کند.

در انسان و اکثر پستانداران، تمام ژن‌های مربوط به ساخت بخش سنگین آنتی‌بادی در یک نقطه‌ی خاص از دی‌ان‌ای (به نام جایگاه ژنی) جمع شده‌اند. سلول‌های ایمنی با جابه‌جاکردن بخش‌های مختلف این جایگاه، آنتی‌بادی‌های متنوعی تولید می‌کنند تا بتوانند در برابر هر نوع میکروبی که وارد بدن می‌شود، واکنش نشان دهند.

اما در خفاش‌ها، این داستان کاملاً متفاوت است. آن‌ها دارای دو جایگاه ژنی کامل برای ساخت زنجیره‌های سنگین آنتی‌بادی هستند که هر کدام روی کروموزوم جداگانه‌ای قرار دارند. هر دوی این مجموعه‌ها فعال هستند و سلول‌های ایمنی از آن‌ها برای تولید آنتی‌بادی استفاده می‌کنند.

جالب‌تر این است که این دو سیستم هر کدام استراتژی خاص خود را دارند:

۱. جایگاه بزرگ و غنی: این جایگاه مجموعه‌ی وسیعی از بخش‌های ژنی مختلف را در خود جای داده که به سلول‌های ایمنی امکان می‌دهد زرادخانه‌ای عظیم و آماده از آنتی‌بادی‌های متنوع بسازند. به این ترتیب، خفاش از همان ابتدا حجم زیادی از آنتی‌بادی‌های مختلف را در اختیار دارد.

۲. جایگاه کوچک اما انعطاف‌پذیر: این جایگاه بخش‌های ژنی کمتری دارد، اما به شدت به فرآیندی به نام بیش‌جهش پیکری (Somatic Hypermutation) وابسته است. این فرآیند مانند کارگاهی سفارشی‌سازی عمل می‌کند. وقتی بدن با ویروس جدیدی مواجه می‌شود، این سیستم تغییرات کوچکی در ژن‌های آنتی‌بادی ایجاد می‌کند تا پروتئین‌های دفاعی را دقیقاً برای همان ویروس خاص بهینه کند.

هانا فرانک برای روشن‌تر شدن موضوع، این سیستم دوگانه را به لایه‌های دفاعی در انیمیشن «مولان» تشبیه می‌کند. سیستم ایمنی ذاتی (همان سپر اولیه) مانند نگهبانانی است که با دیدن مهاجم، زنگ خطر را به صدا درمی‌آورند، بدون اینکه دقیقاً بدانند چه خطری در پیش است. اما این دو سیستم آنتی‌بادی، نقش مولان را دارند که با تشخیص دقیق دشمن، حمله‌ای هدفمند و مؤثر را ترتیب می‌دهند؛ با این تفاوت که خفاش‌ها دو مولان دارند که هر کدام با یک روش به جنگ می‌روند.

این ساختار منحصربه‌فرد چه مزیتی برای خفاش‌ها دارد؟ این دو سیستم به خفاش‌ها تنوعی بی‌نظیر در آنتی‌بادی‌ها می‌دهد. مایکل لتکو، ویروس‌شناس مولکولی از دانشگاه ایالتی واشنگتن که در این پژوهش مشارکت نداشته است، می‌گوید: «این مجموعه‌ی اضافی از ژن‌ها، تنوع آنتی‌بادی‌های حیوان را به طرز چشمگیری افزایش می‌دهد. به نظر می‌رسد خفاش‌ها از ابتدا زرادخانه‌ی بزرگتری دارند که به آن‌ها امکان می‌دهد سریع‌تر و مؤثرتر به عفونت‌ها پاسخ دهند.»

با وجود اهمیت این یافته، پژوهشگران می‌گویند هنوز برای نتیجه‌گیری قطعی زود است. هانا فرانک توضیح می‌دهد که تیمش در مرحله‌ی بعد باید بررسی کند که این دو سامانه هنگام مواجهه‌ی واقعی خفاش‌ها با ویروس‌ها چگونه عمل می‌کنند و چه برتری‌ای در پاسخ ایمنی آن‌ها به وجود می‌آورند.

فرانک در بیانیه‌ای گفت: «فکر می‌کنیم این یافته یکی از قطعات مهم پازل باشد. البته به‌تنهایی توضیح نمی‌دهد که چرا خفاش‌ها چنین میزبانان مؤثری برای ویروس‌ها هستند، اما سطحی از تنوع ایمنی را آشکار می‌کند که پیش‌تر از وجودش خبر نداشتیم و مسیر تازه‌ای برای پژوهش در اختیارمان می‌گذارد.»

اهمیت شناخت این سازوکار تنها به افزایش دانش ما درباره‌ی خفاش‌ها محدود نمی‌شود و می‌تواند کاربردهای عملی مهمی داشته باشد.

شناسایی دقیق‌تر سیستم ایمنی خفاش‌ها ممکن است به پژوهشگران کمک کند تا گونه‌هایی را که احتمال انتقال ویروس از آن‌ها به انسان بیشتر است، شناسایی کنند و برای جلوگیری از همه‌گیری‌های آینده آماده‌تر باشند. از سوی دیگر، خفاش‌ها به‌ندرت به تومور و سرطان مبتلا می‌شوند. مایکل لتکو احتمال می‌دهد ویژگی‌های منحصربه‌فرد سیستم ایمنی آن‌ها سرنخ‌هایی درباره‌ی علت این مقاومت و حتی راه‌های تازه‌ی مقابله با سرطان در اختیار پژوهشگران قرار دهد.

هانا فرانک در پایان تأکید می‌کند که نباید خفاش‌ها را به‌خاطر ویروس‌هایی که حمل می‌کنند، موجوداتی خطرناک و شیطانی قلمداد کنیم. او می‌گوید: «بیایید از کسانی بیاموزیم که میلیون‌ها سال است با ویروس‌ها هم‌زیسته‌اند، اما آن‌ها را به‌دلیل بقای طولانی‌مدت‌شان، اهریمنی خطاب نکنیم.» خفاش‌ها در واقع میزبانان بی‌گناهی هستند که در طول تاریخ تکامل خود، راهی برای زیستن در کنار مرگبارترین میکروب‌ها یافته‌اند؛ رازی که تازه گام‌های نخستین را برای کشف آن برمی‌داریم.

پژوهش در ژورنال Science Advances منتشر شده است.