中國科學(xué)院微生物研究所的陳義華教授攜手北京生命科學(xué)研究所的邵峰與吳邊研究員團(tuán)隊(duì)，在最新研究中取得了突破性發(fā)現(xiàn)，極大地?cái)U(kuò)展了我們對β-d-甘露庚糖（HBE）分布范圍及其生物學(xué)功能的理解。這一成果于2024年8月9日在《Science》期刊上發(fā)表，題為“The β-d-manno-heptoses are immune agonists across kingdoms”。

 

研究團(tuán)隊(duì)發(fā)現(xiàn)，β-d-甘露庚糖作為一種小分子病原體相關(guān)分子模式（PAMP），廣泛存在于細(xì)菌、古生菌、真核生物乃至病毒中，能夠激活一種名為α-蛋白激酶1（ALPK1）的先天性免疫信號通路。這一發(fā)現(xiàn)揭示了自然界中一種普遍存在的免疫激活機(jī)制，對于理解不同生物體間的免疫交互具有重要意義。

 

尤為引人注目的是，研究揭示了庚糖核苷酸轉(zhuǎn)移酶中一個(gè)保守的STTR5基序，它不僅負(fù)責(zé)合成ADP-庚糖，還能催化生成胞苷-二磷酸（CDP）-庚糖和尿苷-二磷酸（UDP）-庚糖等新型庚糖衍生物。這些衍生物在人類和小鼠細(xì)胞實(shí)驗(yàn)中展現(xiàn)出比ADP-庚糖更強(qiáng)的ALPK1依賴性免疫反應(yīng)激活能力，進(jìn)一步證實(shí)了庚糖代謝物在先天免疫中的關(guān)鍵作用。

 

通過進(jìn)化分析，科學(xué)家們還發(fā)現(xiàn)，隨著后口動(dòng)物逐漸失去合成β-d-甘露庚糖的能力，包括哺乳動(dòng)物在內(nèi)的部分脊椎動(dòng)物進(jìn)化出了ALPK1作為特異性受體，以識別和響應(yīng)來自不同生物界成員的β-d-甘露庚糖信號。這一發(fā)現(xiàn)揭示了生物體在進(jìn)化過程中如何通過調(diào)整免疫受體來適應(yīng)環(huán)境變化的精妙機(jī)制。

 

該研究不僅更新了我們對β-d-甘露庚糖代謝物分布的認(rèn)識，還為其在不同生物界中可能發(fā)揮的廣泛生物學(xué)作用提供了新的視角。未來，隨著對HBE相關(guān)庚糖代謝物結(jié)構(gòu)多樣性及其生物學(xué)功能的深入研究，我們有望揭示更多關(guān)于生物體間免疫交互和疾病發(fā)生發(fā)展的奧秘。