这位科学家从细胞垃圾中挖出了免疫系统的新秘密

侦探常从垃圾中找到重要线索，这一方法也让系统生物学家伊法特·梅尔布收获巨大成果。当她和团队研究被称为“蛋白酶体”的细胞回收站时，发现了免疫系统中一个全新的部分。

“此前我们一直未能发现它，”梅尔布说，“因为我们没关注细胞的‘垃圾桶’。”在以色列雷霍沃特魏茨曼科学研究所的办公室里，她举起一个蓝色塑料的蛋白酶体模型——这是一种桶状结构，内部中空。其功能看似简单：蛋白质进入这个“ chamber ”，被切碎后以小分子肽片段的形式排出。但这个“机器”的构造却出奇复杂：核心由二十多个蛋白亚基组成，还能与多种调节帽结合。梅尔布不禁思考：如果只是为了切割蛋白质，为何需要如此复杂的结构？

梅尔布团队利用质谱法鉴定了多种细胞中蛋白酶体产生的肽段，然后通过公共数据库，将这些肽段的序列与已知功能的肽段进行比对。他们发现，许多肽段与已知的抗菌肽匹配，比如能穿透细菌细胞膜的那些。团队还识别出约1000个其他片段，算法显示它们很可能具有抗菌性。

潜在的抗菌肽可能更多。当梅尔布和同事用计算机模型将所有人类蛋白质切割成所有可能的肽片段时，发现可能存在超过27万个抗菌肽。团队由此发现了一种全新的免疫防御机制。

“那一刻真的让人起鸡皮疙瘩，因为你意识到自己可能发现了某种基础性的东西。”梅尔布说。进一步实验显示，当细胞被细菌感染时，蛋白酶体会更换其调节帽，转而倾向于产生抗菌肽。梅尔布表示，这是第一道防线，独立于免疫细胞的激活而运作。

该研究结果于今年3月发表（K. Goldberg 等人，《自然》，639卷，1032–1041页；2025年），让该领域许多人感到兴奋。美国康涅狄格州纽黑文耶鲁医学院的免疫学家鲁斯兰·梅德日托夫说：“有些东西我们以为非常熟悉、已充分了解，结果突然——从中冒出完全出乎意料且令人兴奋的新发现。”他认为最令人惊讶的是，这些肽段来自“普通的常规细胞蛋白”，而非专门参与免疫防御的蛋白。

美国宾夕法尼亚大学生物工程师塞萨尔·德拉富恩特表示，这意味着蛋白酶体的加工极大地增加了单个蛋白质的“职责”数量。“从进化角度看，这是一种非常聪明的方式，能在单个基因中编码多种功能。”

梅尔布从未想过自己能取得这样的成功。她患有注意缺陷多动障碍，这让上学变得格外困难。小时候她热爱计算机科学和生物学，但很难坚持上课，也没能和同龄人一起高中毕业。然而多年来，她逐渐接受自己大脑的运作方式是优势而非缺陷——这给了她不同的视角。