Mare nustato, ar pastoti ar ne, atsižvelgiant į pagrindinį kaimyno ar kaimynės • histologinį suderinamumą • Polina Loseva • Mokslinės naujienos "Elementai" • Genetika, zoologija

Mare nustato, ar pastoti ar ne, pagal pagrindinį kaimynystėje esantį histocompatibumo kompleksą

Pav. 1. Kairėje – naminiai arkliai. Dešinėje – HKG baltymas (pagrindinis histologinio suderinamumo kompleksas), kurio dėka žirgai lemia giminingumą tarpusavyje. Rausva ir geltona parodytos dvi pusės baltymų, raudona – sritis, per kurią šiltnamio efektą sukeliančios dujos jungiasi prie ląstelių baltymų porcijų ir demonstruoja jas į kitas ląsteles. Vaizdai iš thehorse.com ir britannica.com

Čia beveik 70 metų vyksta mechanizmų, pagal kuriuos stuburiniai gyvūnai skiria jų giminaičius, tyrimai. Tarp tokių mechanizmų yra labiausiai ištirtas pagrindinio histocompatibliškumo komplekso baltymų grupė, padedanti identifikuoti artimuosius iš aplinkinių. Giminystės laipsnis gali įtakoti įvairius gyvūnų elgesio aspektus. Taigi neseniai atliktame tyrime buvo parodyta, kad kumelėse yra galimybė pasirinkti, ar išlaikyti ar nutraukti nėštumą, kurį tiesiogiai lemia tai, ar šalia jų yra ankstyvos nėštumo stadijos. Ir tai beveik nėra priklausoma nuo jų santykio su dabartiniu ateinančiu kumeliu tėvu laipsnio.

Praėjusio amžiaus penkiasdešimtmečio pabaigoje mokslininkai pastebėjo, kad daugelis stuburinių gyvūnų linkę jungtis su genetiškai nutolusiais partneriais, išvengiant tiesioginių giminaičių ir tiesiog genetiškai artimi asmenys.Iki tol, kol visiškai aišku, kaip jie sugeba atpažinti santykius, mes vis dar toli. Ir pati pirmoji hipotezė šia tema pasirodė maždaug po 20 metų, ir ji atsirado iš imunologijos.

Daugiasluoksnis proteinas MHC

Iš pradžių pagrindinė organų transplantacijos kliūtis buvo pagrindinis histologinio suderinamumo kompleksas (MHC, pagrindinis histocompatibumo kompleksas, MHC, žmonėms jis istoriškai vadinamas žmogaus leukocitų antigenais, žmogaus leukocitų antigenas, HLA). Paaiškėjo, kad kuo labiau panašūs MHC baltymai yra donoro ir recipiento, tuo didesnė tikimybė, kad transplantacija pradės veikti. O jei skirtumas tarp jų yra didelis, tai sukelia imuninį atmetimą transplantuoto organo.

Kaip tai veikia? Daugelio žmogaus kūno (ir kitų stuburinių) ląstelių paviršiuje eksponuojami tie patys MHC baltymai. Jų rinkinys yra unikalus kiekvienam individui, nes juos koduoja įvairios šešių genų sekos. Ypatingos imuninės sistemos ląstelės, natūralios arba natūralios žudančiosios ląstelės (NK ląstelės), nuskaitymo kūno audiniuose ir visos MKC baltymų aptikimo ląstelės. Jei NK-ląstelė nemato jokių baltymų, žinomų jai ant ląstelės paviršiaus, tada jis siunčia jam signalą savižudybei (apoptozei), o ląstelė mirė.Tai leidžia susidoroti su naviko ląstelėmis, kuriose MHC baltymai dažnai išnyksta iš paviršiaus. Tačiau tas pats mechanizmas neleidžia transplantacijai: jeigu DNR donoro rinkiniai nėra panašūs į recipiento MHC rinkinius, audinys ar organas yra atmesti. Todėl donorai bando pasirinkti artimus giminaičius, kurie turi bent jau kai kuriuos genus, koduojančius MHC, bendrai su recipientu.

Pav. 2 Sistema MHC baltymų vaizdavimas į ląstelių membraną. TM (transmembraninis regionas) yra baltymų regionas, kuris įsiskverbia į membraną. Viduje išsikiša citoplazminės "uodegos". Viršuje yra peptidų prisirišimo tarpas. MHC I klasė yra ant visų kūno ląstelių ir "rodo" ląstelių baltymus. MHC II klasė yra tik šnipinių ląstelių ir "rodyti" baltymų, kuriuos užfiksuoja ląstelė iš išorės. Paveikslėlis iš labmed.hallym.ac.kr

Bet tai nėra vienintelis pagrindinio histosompatijų komplekso funkcija. MHC taip pat reikalinga imuninei sistemai gauti informaciją apie organizmo baltymus. Kiekviena ląstelė laikas nuo laiko sutraukia savo baltymus: supjaustina jas į trumpus gabalėlius – peptidus. Tada peptidai dedami į tarpą viename iš MHC baltymų, o MHC-peptidų kompleksas yra veikiamas ląstelės paviršiaus (2 pav.).Kiekvienoje ląstelėje yra šimtų tokių kompleksų, jie retkarčiais atnaujinami: ląstelė sugeria senus kompleksus ir atskleidžia naujus. Kitokio tipo imuninės ląstelės, T-ląstelės (jos taip pat yra T limfocitai), "nuskaitys" visus priešpriešinius peptidus, susijusius su MHC. Besivystančiose proceso metu T ląstelės yra mokomos ten, kur jie pripratę ignoruoti visus įprastus peptidus (dažnai organizme esančius). Tačiau kai tik T ląstelės patenka į nepažįstamą peptidą, jos aktyvuojamos ir sukelia imuninį atsaką. Šis mechanizmas vėl padeda kovoti su navikais, kurie dažnai būna sugedę arba mutantiniai baltymai (iš tikrųjų todėl navikai dažnai įjungia mechanizmus, kurie slėpia MHC iš paviršiaus). Panaši sistema veikia nuo infekcijų: čia dirba specialios šnipinėjimo ląstelės (antigeną pateikiančios ląstelės). Jie absorbuoja baltymus iš ekstraląstelinės erdvės, smulkina ir susiduria su paviršiumi. Tai leidžia jums aktyvuoti imuninį atsaką, kai bakterijos pateks į organizmą.

Kaip sužinoti santykinį?

Pav. 3 Peptidai formos atžvilgiu atitinka MHC molekulių spragas. Ši forma yra unikali kiekvienam asmeniui. Nuotrauka iš bloodjournal.org

Taigi, visi stuburiniai gyvūnai turi baltymų, pagal kuriuos imuninė sistema atskiria vieną organizmą nuo kito. Logiškai juos naudoti pripažinti asmenis, nepriklausomai nuo imuniteto. Tai atsitinka taip. Kiekvieno individo MHC molekulėse yra unikalaus formos peptidų prisirišimo tarpo. Atitinkamai, į jį dedami peptidai (MHC peptidai) taip pat įgauna būdingą formą. Jie yra savotiškas mesti MHC molekules (3 pav.). Kuo arčiau giminaičiai, tuo labiau panašūs jų formos MHC peptidai.

Kartais MHC-peptidų kompleksai arba atskiri peptidai išplaunami iš ląstelių ir patenka į kraują, o po to patenka į šlapimą. Ir po to kitas gyvūnas jau juos jaučia. GCG peptidai patenka į nosies ertmę, o iš ten į mažą depresiją – vomeronasal organas (kuris randamas žmonėse, pelėse ir daugybėje stuburinių), kur jie susiduria su specialiais jutimo neuronais. GCH peptidų suvokiančių receptorių paieška tęsiasi iki šios dienos (P. S. S. Santos ir kt., 2016 m. MHC priklausomas matematikos pasirinkimas žinduolyje yra su pėdsakais susijęs receptorius). Tačiau akivaizdu, kad jie taip pat turi būti labai įvairūs, siekiant susieti su daugybe įvairių formų MHC peptidais.Šie receptoriai padeda gyvūnui atskirti pažįstamą kvapą nuo nepažįstamo. Labiausiai pažįstamas kvapas pasaulyje yra jūsų pačių. Panašus į jį, bet šiek tiek skiriasi – giminaičių kvapai. Ir nepažįstamas, o ne kvapo signalas – nesusijusių asmenų buvimas.

Elgesio strategijos

Gimdymių pripažinimą galima naudoti elgesio strategijoms kurti (J. S. Ruff ir kt., 2012 m. MHC signalizavimas per socialinį ryšį). Pavyzdžiui, tėvai atpažįsta savo vaikus, kad jie nebūtų supainioti su svetimais ir būti tikri, kad jie rūpinasi savo palikuonimis (žmonėms, žinoma, yra labiau pažengusių mechanizmų). Grupėse, kuriose netoliese gyvena kelios moterys su vaikais (pvz., Pelėms), moterys rūpinasi ne tik savo vaikais, bet ir artimų giminaičių vaikais, ir tai yra svarbu ir pripažinimas. Vyrai gali kurti koalicijas, siekiant bendrai apsaugoti teritoriją ir moterys (PSC Santos ir kt., 2017 m. MHC- "žinduolių žinduolių žinduolių žinduoliai"). dirba, pavyzdžiui, mariose naudojamuose rakonuose. Tokiais atvejais svarbu formuoti koaliciją su giminaičiais, kad būtų pasiektas su jais dalijamų genų perdavimas.

Galiausiai dauguma stuburinių gyvūnų rūšių (bet ne visi) nurodo partnerius poravimui kvapo būdu.Tai, viena vertus, padeda didinti MHC baltymų įvairovę populiacijoje (kuo didesnė įvairovė, tuo didesnė užsienio molekulė, kurią šie baltymai gali susieti, ir didesnė sėkmingo atsparumo infekcijai tikimybė). Kita vertus, tai būtina siekiant išvengti glaudžiai susijusių kryžių ir recesinių mutacijų pasireiškimo (žr. Dominavimas). Dėl to dažnai (pvz., Tais pačiais mucenu atvejais) paaiškėja, kad populiacija susiduria su dviem priešingomis strategijomis: moterys pageidauja, kad genetiniai partneriai yra tolimiausi nuo patys, o vyrai kartu sugeba pasiūlyti tuos pačius genus moterims. Ir dviejų skirtingų krypčių tendencijų buvimas leidžia pasiekti optimalų genetinį atstumą tarp partnerių, ne per arti ir ne per toli.

Tačiau kai kuriais atvejais partnerio pasirinkimas vyksta ne tik prieš poravimą, bet ir po jo. Tai yra, net jei vyrų sperma buvo moteriškojo kūno viduje, nėra jokios garantijos, kad jie galės apvaisinti kiaušinį ir kad embrionas pateks į šaknis ir sėkmingai implantuojamas. Pavyzdžiui, pelėms pastebimas Bruce'o efektas (žrBruce efektas): jei moteris sėkmingai tapo nėščia, o tada anksčiau nepažįstamas vyras buvo užsikabinęs prie jos, tada atsiranda persileidimas. Manoma, kad šis mechanizmas padeda išvengti kūdikių: vyrai nepripažįsta savo vaikus kaip ir gali žudyti juos, todėl nenaudingas jiems tenka ir gimdyti (taip pat žr straipsnis Gelada moterys atsikratyti nepageidaujamo nėštumo, "elementai", 13.03.2012.).

Arklių atveju yra dar vienas poveikis: jei kumelė gyvena su pažįstamais eržilais, tada ji paimama kartu su kai kuriais kitais vyrais, tada grįžusi namo padidins tikimybę, kad bus persileidimas (L. Bartoš ir kt., 2011 m. Atviras elgesys sutrikdo nėštumą blokuoti naminių arklių kumelėse).

Aptariamo straipsnio autoriai įsipareigojo išsamiai išnagrinėti šį reiškinį arkliuose. Be to, jie nusprendė išsiaiškinti, kiek tai konkrečiai priklauso nuo MHC baltymų. Kailiai buvo laikomi specialiuose aptvaruose su tinklais, per kuriuos per visą eksperimentą jie galėjo bendrauti su sužadinimo eržilais (kaip autoriai vadina genetiškai nutolusius eržilus), tačiau negalėjo su jais sulyginti (4 pav.). Kumelėse jie paskatino ovuliaciją ir dirbtinai apvaisino juos sperma, paimta iš kitų eržilų. Tada jie žiūrėjo, kokiais atvejais atsiranda nėštumas.

Pav. 4 Eksperimentinis aviary: už kilimėlių – kumelių, centre – eržilinis stimulas. Jie turi galimybę šnipinėti vienas kitą, bet ne poruotis. Nuotraukos iš aptariamo straipsnio

Pav. 5 Nėštumo tikimybės (procentais) priklausomybė nuo bendrų genų (ir, vadinasi, baltymų) MHC buvimo mare ir eržilų stimuliatoriuje (± 95% patikimumo intervalas). Paveikslėlis iš aptariamo straipsnio

Paaiškėjo, kad nėštumo tikimybė nepriklauso nuo to, kurios spermos buvo inseminuotos arkliams – susijusio eržilo ar genetiškai nutolusio. Bendras genetinis atstumas tarp kumelių ir stimulų eržilo (pagrįstas mikrosatelitiniais žymenimis, turinčiais 20 chromosomų) neturėjo įtakos šiai tikimybei. Tik MHC bendrų genų (ir todėl baltymų) kiekis kumelėse ir eržiluose buvo reikšmingas: tuo mažesnis MHC panašumas, tuo didesnė nėštumo tikimybė (5 pav.). Negalima nustatyti priklausomybių nuo kitų genetinio giminingumo žymenų.

Panašūs rezultatai taip pat buvo nustatyti kituose eksperimentuose, pvz., Viščiukams (H. Løvlie ir kt., 2013 m.). Paslaptingos moterų pasirinkimas palanki spermai, atsirandančiam iš pagrindinių nesuderinamumo komplekso, skirtų vyrams. Matyt, tokiose situacijose toks mechanizmas veikia: moterys suvokia MHC signalą iš netoliese esančio vyro ir "nusprendžia", kad jam priklauso sperma.Taigi, jei jis yra artimas giminaitis, tu neturėtum pastoti. Tai reiškia, kad pasirinkimas – tapti nėščia ar ne – yra pagamintas iš oviduct. Toks partnerio, kurį moterys daro, pasirinkimas priklauso nuo aplinkos ne tik prieš, bet ir po poravimosi (po to, kai sperma įsiskverbia į savo lytinius takus), vadinamas paslėptu moterų pasirinkimu (moterų pasirinkimas, žr. "Paslėptas moterų pasirinkimas padeda kriketams išvengti glaudžiai susijusių perėjimų", Elementai ", 2013 04 03). Iš tikrųjų, pasirinkimas atliekamas endokrininiu lygmeniu. Įvairiuose tyrimuose buvo pažymėta, kad kai yra logiška nutraukti nėštumą (pvz., Kai krūtinė kvėpuoja santykinį eržilą), slopinama hormono prolaktino sekrecija, dėl kurios atsiranda endometriumo (vidinio gimdos sluoksnio) atmetimas ir neįmanoma implantuoti embriono.

Tačiau yra darbų, kurie rodo alternatyvių mechanizmų egzistavimą. Pavyzdžiui, 2015 m. Mokslininkai dirbtinai apvaisino pelių, susiformavusių tarpusavyje susijusių ir nesusijusių individų spermatozoidų mišinį (žr. R. C. Firman, L. W. Simmons, 2015 m. Gematinės sąveikos skatina inbreedijos vengimą namų pelėms).

Tuo pačiu metu kiaušialąstė sąveikavo tik su nesusijusia sperma. Nepaisant to, kad spermatozoidams buvo rasta MHC molekulių, tokios selektyvumo mechanizmai lieka nežinomi.

Ką reiškia žmonės?

Giminaičių pripažinimą ir asmens atliktus tyrimus. Taigi, ne kartą buvo įrodyta, kad žmonės, pavyzdžiui, arkliai, nori genetiškai tolimų partnerių (žr. Naujienas (J. Winternitz ir kt., 2016 m. MHC priklausomos matematinės atrankos modeliai žmonėms ir nežmoginiams primatams: metaanalizė). Tačiau jei pasiūlysite pasirinkti tik išoriniais požymiais, rezultatas pasirodys priešingai: žmonės nori patys patys patys (pasirenkant gyvenimo partnerį, tai priklauso nuo genų, ko norime, bet ne ką mes gauname, Elements, 2012/03/03) Tačiau nėra žinoma, ar tai reglamentuoja kai kurie papildomi moterų lytinių organų mechanizmai.

Šia prasme 1992 m. Tyrimas yra labai akivaizdus, ​​kuriame mokslininkai surinko duomenis Hutterito bendruomenėje Jungtinėse Amerikos Valstijose (emigravusius ten iš Europos 1870 m.). Tai uždara bendruomenė, kurios religinės sąlygos neleidžia kontracepcijos. Todėl galima daryti prielaidą, kad nėštumo pradžia moterų bendruomenėje priklauso tik nuo vidinių fiziologinių veiksnių. Tyrėjai atliko genetinius tyrimus,atskleidžiant bendrų GKG genų buvimą susituokusioms poroms. Tada mes palyginome bandymo duomenis su laiko tarpu nuo santuokos pradžios iki nėštumo pradžios. Paaiškėjo, kad sutuoktiniai su bendrais GKG genais turi vėlesnę nėštumo ir daugiau persileidimų (C. Ober ir kt., 1992. Mažėja vaisingumo porų Hutteritas, dalijantis HLA-DR). Tai rodo, kad žmogus gali reguliuoti nėštumo pradžią priklausomai nuo santykio su partneriu.

Šaltinis: D. Burger, S. Thomas, H. Aepli, M. Dreyer, G. Fabre, E. Marti, H. Sieme, M. R. Robinson, C. Wedekind. Sudėtingos socialinės signalizacijos didelis histologinis nesuderinamumas veikia moterų vaisingumą // Karališkojo draugijos B procesas. 2017. DOI: 10.1098 / rspb.2017.1824.

Polina Loseva


Like this post? Please share to your friends:
Parašykite komentarą

;-) :| :x :twisted: :smile: :shock: :sad: :roll: :razz: :oops: :o :mrgreen: :lol: :idea: :grin: :evil: :cry: :cool: :arrow: :???: :?: :!: