调控分化与效应因子更替塑造果蝇科物种特异性的细菌清除能力

尽管在黑腹果蝇（*Drosophila melanogaster*）中，先天免疫已得到极为详尽的解析，但不同物种之间免疫系统如何发生多样化，仍在很大程度上未知。在本研究中，我们比较了五种果蝇科物种对细菌感染的应答，这些物种跨越了6000万年的分化历程，从黑腹果蝇到黎巴嫩果蝇（*Scaptodrosophila lebanonensis*）。革兰氏阴性菌感染后第7天的存活率介于19%至99%之间；在经过系统发育校正的模型中，存活率与细菌负荷呈反向变化，表明造成这些差异的主要因素是病原体清除能力，而非耐受能力。 对五种物种在无菌损伤或感染后的RNA进行测序显示，面对同一种病原体时，各物种表现出显著的物种偏向性转录应答，同时还发现了大量尚未表征的谱系特异性基因，其中包括预测的抗菌肽。我们化学合成了候选肽，并在体外证实了其活性：Athelas（CG43920）、Mtkl以及* S. lebanonensis*特异性的Athelas样肽均能抑制细菌和真菌；而此前被描述为具有抗真菌活性的Daisho2同样能够杀灭革兰氏阳性菌和革兰氏阴性菌。通过从头组装和机器学习预测，我们进一步从当前注释遗漏的内含子区和基因间区中鉴定出更多候选肽。因此，保守基因的调控重构与年轻且通常尚未被注释的效应因子的更替，共同推动了同一昆虫科内部抗细菌防御的多样化。

尽管对黑腹果蝇（*Drosophila melanogaster*）先天免疫的解析已极为深入，但免疫系统如何在不同物种间发生多样化，仍在很大程度上未知。在此，我们比较了跨越6000万年分化历史的5种果蝇科物种（从黑腹果蝇到黎巴嫩果蝇（*Scaptodrosophila lebanonensis*））对细菌感染的应答。革兰氏阴性菌感染后7天的存活率介于19%至99%之间；在进行系统发育校正的模型中，存活率与细菌负荷呈反向变化，表明清除能力而非耐受性驱动了这些差异。对5个物种在无菌创伤或感染后的RNA进行测序显示，面对同一种病原体时，各物种的转录应答具有显著的物种偏向性，同时还发现了大量尚未表征的谱系限制性基因，其中包括预测的抗菌肽。我们化学合成了候选肽，并在体外证实了其活性：Athelas（CG43920）、Mtkl以及* S. lebanonensis*特有的Athelas样肽均对细菌和真菌具有活性；此前被描述为抗真菌肽的Daisho2同样能够杀灭革兰氏阳性菌和革兰氏阴性菌。通过从头组装和机器学习预测，我们进一步从当前注释遗漏的内含子区和基因间区中鉴定出更多候选肽。因此，保守基因的功能重构与年轻且通常未经注释的效应因子的更新共同作用，使同一昆虫科内部的抗细菌防御发生多样化。

📄 原文链接：https://www.biorxiv.org/content/10.64898/2026.08.31.748369v1?rss=1

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