Nature：蝙蝠为何能携带致命病毒却安然无恙？解密蝙蝠免疫系统的进化奥秘

免疫相关基因的选择在蝙蝠中最为显著（Credit:Nature）

(a) 免疫相关基因的正向选择富集分析

研究人员对多个哺乳动物类群的基因组进行分析，检测哪些基因经历了正向选择（positive selection），并对这些基因的功能进行富集分析（GO生物学过程）。结果显示，蝙蝠的免疫相关基因富集程度明显高于其他哺乳动物类群，说明蝙蝠的免疫系统在进化过程中经历了更强的选择压力。图中的矩阵展示了不同哺乳动物类群（列）中，受到正向选择的基因所涉及的GO生物学过程（行），其中有颜色的单元格代表在该类群中显著富集的功能类别。

(b) 免疫基因正向选择的进化趋势

研究人员构建了一个线性回归模型，探讨免疫基因的正向选择与进化速率之间的关系。结果表明，一个物种（或分支）中经历正向选择的基因数量，与该分支的演化速率（以分支长度的平方根表示）之间存在显著的正相关关系。这意味着，进化速率较快的哺乳动物（如蝙蝠）往往在免疫相关基因上经历更强的适应性进化，这可能是它们适应独特生态环境（如飞行、高病毒接触率）所导致的结果。

(c) 115种哺乳动物的免疫基因选择信号分布

研究人员在115种哺乳动物的系统发生树上绘制了每个分支免疫基因正向选择的强度。颜色编码：不同分支的颜色表示该分支的免疫相关基因正向选择程度，即观察到的正向选择基因数量与回归模型预测值之间的差值：颜色越暖（红色、橙色）表示免疫基因的正向选择强度高于预期。颜色越冷（蓝色）表示免疫基因的正向选择强度低于预期。结果表明，蝙蝠的进化分支在免疫基因选择方面表现出异常高的富集信号，进一步验证了蝙蝠的免疫系统经历了强烈的自然选择，以适应其特殊的生活方式（如飞行、高群体密度生活、频繁接触病毒等）。

(d) 免疫系统GO分类的富集分析

研究人员进一步分析了GO分类体系中， 免疫系统过程 （immune system process）的子分类，以确定哪些具体免疫功能在蝙蝠中被特别强化。结果显示，蝙蝠的免疫基因在多个子分类中均表现出显著的正向选择信号，涉及抗病毒防御、炎症调控和干扰素信号通路等关键生物学过程。

(e) 免疫子功能的深入分析

该部分进一步细化了免疫相关GO分类的子项，展示蝙蝠在具体免疫功能上的独特性。研究人员发现，与炎症调节、干扰素反应和抗病毒免疫直接相关的基因，在蝙蝠中经历了最强的正向选择，支持了前述结论，即蝙蝠进化出了一种高度优化的免疫策略，使其能够携带大量病毒但不发病。

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