Blogi imuniteto genai - kodel jie isgyvena?

Jutos universiteto biologai atrado naujus irodymus, kodel zmones, peles ir kiti stuburiniai gyvunai turi tukstancius skirtingu genu, kad sukurtu pagrindinius histologinio suderinamumo komplekso (MHC) baltymus, nepaisant to, kad kai kurie is siu genu daro zmones pazeidziamu autoimuniniu ligos ir infekcijos. Tyrimo rezultatai bus paskelbti internete 2012 m. Vasario 6 d., Zurnale Nacionalines mokslu akademijos darbai.
MHC baltymai randami ant daugumos stuburiniu lasteliu pavirsiaus ir apibreziami individo audinio tipai. MHC baltymai kontroliuoja imunine sistema pripazindami "savaji" ir "ne savarankiska" ir sukelia imunini atsaka pries svetimus isibrovelius. MHC atmesti ar priimti transplantuotus organus, atpazinti invazines bakterijas ir vaidinti vaidmeni, padedant zmonems kvapas suderinamus draugus. Беспорядочные neturi MHC.
Biologijos profesorius ir vyresnysis tyrimo autorius Wayne Potts paaiskino:

"Sis tyrimas paaiskina, kodel yra daugybe MHC genu versiju ir kodel tie, kurie sukelia jautruma ligoms, yra islaikomi, o ne pasalinami. Jie dalyvauja besitesiancioje ginklavimosi varzyboje, kuri bet kada juos sukelia , kad butu geras nuo kai kuriu infekciju, bet blogas nuo kitu infekciju ir autoimuniniu ligu ".

Mokslininkai atrado naujus ginkluotes varzybu irodymus tarp genu ir bakteriju (antagonistinis koevolitas), leidziant ligos virusui greitai judeti pelems.
Tyrima atliko Potts, pirmasis autorius ir buves doktorantas Jasonas Kubinakas, dabar patologijos postdoktorius. Kiti tyrejai yra biologijos doktorante James Ruff, biologijos bakalauras C. Whitney Hyzer ir Patricia Slev, klinikine asistente, patologijos profesore. Tyrima finansavo Nacionalinis mokslo fondas ir Nacionalinis alergijos ir infekciniu ligu institutas.
Dauguma zmoniu ir kitu stuburiniu genu turi tik 1 arba 2 veisles arba vienos geno variantus (alelius). Nors individai turi ne daugiau kaip 12 aleliu is 6 zmogaus MHC genu, kiekvieno is 6 zmogaus genu, kurie generuoja MHC baltymus, veisles svyruoja nuo simtu iki 2300 zmoniu populiacijoje.
Kubinakas paaiskina:

"Paslaptis yra tai, kodel zmogaus populiacijoje yra tiek daug skirtingu tos pacios [MHC] geno versiju", ypac kai dauguma zmoniu turi MHC, del kuriu jie yra pazeidziami keliems patogenams, iskaitant maliarija, hepatitu B ir C, AIDS virusas, taip pat autoimunines ligos, tokios kaip vilka, issetine skleroze, 1 tipo diabetas, reumatoidinis artritas, ankilozuojantis spondilitas ir dirgliosios zarnos ligos.

Tyrejai pateike tris teorijas apie tai, kodel tokiuose MNG genu variantuose yra stuburiniu gyvunu populiaciju. Pasak mokslininku, visos trys teorijos padeda issaugoti milziniska MHC ivairove:
Ankstesni tyrimai rodo, kad individai ir kiti gyvunai traukia galimas draugus su MHC, kurie yra "svetimi", o ne "savimi". Tevai su skirtingais MHC variantais gamina vaikus su daugiau MHC, kurdami stipresne imunine sistema.
Organai, kuriuose yra maziau MHC veisliu, silpnesnis imuninis atsakas nei daugiau veisliu organizmas. Laikui begant, organizmai, turintys daugiau MHC, labiau linke isgyventi. Taciau si teorija negali paaiskinti visos MHC ivairoves.
Kubinakas paaiskina:

"Mes turime organizma ir mikrobus, kurie ji uzkrecia. Mikroorganizmai vystosi geriau isnaudojant organizma, o organizmas issivysto geresnius gynybos budus kovai su infekcija. Viena teorija, paaiskinanti sia didele MHC genu ivairove, yra tai, kad tie konkuruojantys interesai laikui begant palankiai issaugoti daugiau ivairoves ".

Kubinakas paaiskina:

"Jus, zinoma, saugo genus, kovojancius su liga. Jie padeda jums isgyventi, todel sie MHC genai tampa vis daznesni populiacijoje, nes zmones, kurie juos gabena, gyvena palikuonims".

Patogenai yra ligu sukeliantys virusai, parazitai ar bakterijos, galincios uzkresti gyvunus. Kai gyvunas uzkrestas, jis apsisaugo nuo MHC, identifikuojanciu isibroveli ir aktyvinantis imunini atsaka uzsikretus uzsikretusi patogena.
Taciau kai kurie ligos sukelejai pasikeicia ir vystosi laikui begant, kad MHC taptu maziau atpazistami, ir taip isvengti imuninio atsako, leidziancio patogenams klesteti. MHCs, nesugebantys kovoti su bakterijomis, tampa maziau paplite, nes dabar jie skatina zmones, sergancius ligomis ir gali mirti. Tyrejai mane, kad tokios ligos pazeidziamumo MHC genai galiausiai turetu isnykti is zmoniu populiacijos, taciau paprastai jie nera.
Nors kai kurie is siu MHC isnyksta, kiti to nedaro. Taip yra del dvieju priezasciu:

• Kai kurie reti MHC gali sukurti veiksminga imunini atsaka pries skirtingus mikrobus.
• Kai kurie dabar retai MHC atgauna sugebejima identifikuoti ir kovoti su tuo paciu gemalu, kuri anksciau juos nugalejo (po to, kai gemalai vel mutavo), nes jie nebesilaiko besivystanciu mikroorganizmu.

Tyrime grupe istyre 60 peliu, kurios buvo genetiskai identiskos. Mokslininkai peles isskirste i tris grupes, kuriu kiekviena turi skirtinga MHC genu ivairove - b, d ir k.
Mokslininkai uzsikrete dvi pelas is kiekvieno is triju MHC tipu su peles leukemijos virusu, pavadintu "Draugu" virusu. Draugo virusas augintas audiniu kulturoje. Greitai progresuojantis virusas 12 dienu isaugo pelems, atakavo, kopijavo ir padidejo kepenyse ir bluznyje. Tyrejai surinko viruso daleles bluznyje ir ismatavo ligos sunkuma sveriant padidejusi bluzni.

Tuomet mokslininkai uzsikrete dar tris poras peliu su tais paciais MHC tipais (b, d ir k) is viruso, paimto is kiekvienos is pirmuju triju poru peliu.Komanda pakartojo si procesa, kol kiekvieno MHC tipo 10 peliu poru buvo uzsikrete, todel virusas buvo mutavus.
Mokslininkai irode, kad jie gali gauti "Friend" viruso prisitaikyma ir todel isvengti MHC variantu (b, d, arba k) peliu lastelese, kuriose ji uzpuole.
Po to komanda parode, kad virusas pritaikytas tik tam tikriems MHC baltymams. Pvz., Virusai, kurie prisitaike prie MHC b tipo baltymo baltymu ir juos sergantys, dar veiksmingai puole pelems, kuriu tipas buvo D ir K MHC.
Be to, biologai irode, kad patogenu fitnesas (matuojamas pagal viruso daleliu kieki bluznyje) buvo susijes su patogenu virulentiskumu (matuojant bluznies padidejimu ir tokiu budu svoriu). Taigi virusas, kuris venge MHC tipo b, padejo pelems su tuo MHC labiau susirgti.
Potts paaiskina:
"Kartu eksperimentai rodo pirmaji antagonistinio koevoliucinio sokio tarp viruso ir MHC genu zingsni."
Sios isvados turi keleta svarbiu pasekmiu, sako Pottsas:

• Isnykusioms rusims budinga mazesne genetine ivairove, todel jos labiau linkusios auginti mikrobu populiacijas, nes ju populiacijos mazeja. Anot Pottso, butu pageidautina, kad apsaugines MHC butu griztos i nykstancias rusis, kad butu skatinama ju apsauga nuo ligu.
• Pagrindine priezastis, del kurios zmogaus ligos vis labiau atsparios antibiotikams, yra tai, kad antibiotikai naudojami siekiant padidinti pieno bandu ir kitu gyvuliu produktyvuma. Gyvunu genetine ivairove, iskaitant ju MHC, buvo sumazinta iki selektyvios veisles, siekiant pagaminti daugiau pieno ir jautienos. Del to veisimas daugiau MHC atgal i bandas gali padidinti ju atsparuma ligoms ir taip sumazinti antibiotiku poreiki.
• Zmonems ir kitiems organizmams genetinis MHC variantas yra svarbus siekiant uzkirsti kelia kylancios ligos vystymuisi ir plitimui. Pottsas ir jo komanda sukure naujas ligas, sukuriant virusa pelems. "Tai pavyzdys, leidziantis nustatyti, kokie dalykai keicia virusus, kad jie taptu labiau virulentiski ir tokiu budu atsirastu nauja liga".

Parase Grace Rattue