PNAS：免疫系统“老虎机”

要能够应付病毒、细菌和癌细胞的持续攻势，我们的免疫系统一定得超级复杂。淋巴细胞上形形色色的受体就是帮助免疫系统处理大量危机的机制之一。淋巴细胞是一类白细胞，其上的受体种类难以计数，这些受体是细胞基因组中DNA片段随机组合的产物。这种方式所能产生的受体大约是我们银河系星球数量的1000倍。不过实际上机体中淋巴细胞受体的分布并不符合随机模式，有些受体比其他受体产生的频率更高。著名研究机构以色列魏茨曼科学研究所的一项新研究就解释了这一现象，他们发现了免疫系统同时维持复杂性和偏向性的机制，该研究发表在近期的美国国家科学院院刊PNAS上。

研究人员对T淋巴细胞受体的DNA序列进行了分析，这些受体负责识别外敌以便让免疫系统进行摧毁。研究显示，编码这些受体的基因分别由3个随机DNA片段组合而成，这有点像老虎机中的随机排列。随机组合的DNA片段各来自淋巴细胞基因组的不同区域，而这些区域中都还有一系列片段可供选择。当DNA链折叠起来时，第一区域的片段与第二、第三区域的片段接近，随后这些序列被剪切下来再拼接到一起，它们之间的多余序列会被丢弃，由此产生新的基因序列，并最终形成淋巴细胞的新受体。

研究团队所使用的系统是在高通量测序的基础上开发出来的，他们用这一系统分析小鼠所有淋巴细胞受体的基因序列。在这样的“全景”中，研究人员评估了每个受体的分布，分析了受体分布不均的原因。研究显示，受体分布的秘密在于那些最后被丢弃的DNA片段，正是这些片段的长度及它们的弹性决定了两个片段相遇的可能性。

研究人员在片段间距及DNA弹性的基础上，创建了一个能够预测受体产生和分布的模型。他们选择5只小鼠作为一组，在它们中寻找共同的淋巴细胞受体序列。令人惊奇的是，与三只或四只一组的小鼠相比五只一组的小鼠更倾向于共享同样的受体序列。这似乎意味着，5列老虎机比2列的赢面更大。

科学家们解释道，这些共同序列在基因组中的定位使它们更容易整合到受体序列中，这很可能是进化选择的结果，因为这些序列能够帮助抵御普通疾病或者防止自体免疫疾病。

领导该研究的Nir Friedman博士说：“尽管看起来我们的免疫系统要依赖‘运气’来产生抵御威胁的随机受体，实际上共同的受体序列能够确保我们对普通疾病的免疫应答。”