Mares meghatározza, hogy terhes lesz-e vagy sem, a szomszéd fő hisztokompatibilitási összetevőjének megfelelően • Polina Loseva • Tudományos hírek a "Elemekről" • Genetika, Zoológia

Mares meghatározza, hogy teherbe esik-e vagy sem a szomszéd fő hisztokompatibilitási összetevője

Ábra. 1. Balra – házi ló. Jobbra – HKG fehérje (fő hisztokompatibilitási komplex), amelyen keresztül a lovak határozzák meg a rokonságot egymással. Rózsaszín és sárga két fele fehérjét jelöltek meg, piros – a terület, amelyen keresztül az üvegházhatást okozó gáz kötődik az intracelluláris fehérjék egyes részeihez, és bemutatja azokat más sejteknek. Képek a thehorse.com és britannica.com oldalról

A gerinces állatok mechanizmusainak tanulmányozása közel 70 éve folyik. Az ilyen mechanizmusok közül a legfontosabb hisztokompatibilitási komplex fehérjék csoportja a leginkább tanulmányozott, amelyek segítenek azonosítani a rokonaik körében. A rokonság mértéke befolyásolhatja az állatok viselkedését. Így egy nemrégiben készült tanulmányban kimutatták, hogy a kancáknak van választási lehetőségük a terhesség fenntartása vagy megszüntetése között, amelyet közvetlenül meghatároz, hogy a méh – közel vagy távolabbi genetikailag – mellette van a terhességük korai szakaszában. És ez egyáltalán nem függ attól, milyen mértékben viszonyulnak a jövőbeli csikó jelenlegi apjához.

A múlt század 50-es éveiben a tudósok észrevették, hogy sok gerinces állomány általában génállományban távoli partnerekkel párosul, elkerülve a közvetlen rokonokat és genetikailag közeli személyeket.Amíg nem derül fény arra, hogy pontosan hogyan tudják felismerni a kapcsolatot, még mindig messze vagyunk. És a legelső hipotézis ezen a témakörön körülbelül 20 évvel később jelent meg, és az immunológiából származott.

Polyhedron Protein MHC

A legfontosabb szövettani kompatibilitási komplex (MHC, fő hisztokompatibilitási komplex, MHC, emberekben történelmileg humán leukocita antigéneknek nevezik, Human Leucocyte Antigen, HLA) eredetileg a szervátültetés fő akadálya volt. Kiderült, hogy minél hasonló az MHC fehérjék a donorban és a recipiensben, annál nagyobb az esélye, hogy a transzplantáció gyökeret ver. És ha a köztük lévő különbség nagy, akkor ez az átültetett szerv immunválasztását eredményezi.

Hogyan működik? Az emberi test (és más gerincesek) sejtjeinek felületén ugyanezek az MHC fehérjék vannak jelen. A készletük minden egyes ember számára egyedülálló, mivel hat gén különböző szekvenciái kódolják őket. Az immunrendszer speciális sejtjei, a természetes vagy természetes ölősejtek (NK-sejtek), a test szöveteiben feltérképeznek, és ellenőrizzék az összes ellencellát MHC fehérjék jelenlétére. Ha egy NK-sejt nem láthatja a sejt felszínén ismertté vált fehérjéket, akkor önmagára utal (apoptózis), és a sejt elpusztul.Ez lehetővé teszi, hogy megbirkózzon a tumorsejtekkel, amelyekben az MHC fehérjék gyakran eltűnnek a felszínről. Azonban ugyanaz a mechanizmus megakadályozza az átültetést: ha az adományozó MHC-készletei nem hasonlítanak a recipiens MHC-készlethez, a szövetet vagy szervet elutasítják. Ezért az adományozók olyan közeli hozzátartozók között próbálnak kiválasztani, akik legalább az MHC-t kódoló gének közül néhányat, a fogadóhoz hasonlóan.

Ábra. 2. Az MHC fehérjék szimmetikus ábrázolása a sejtmembránon. A TM (transzmembrán régió) egy olyan fehérje régió, amely behatol a membránba. Belül a citoplazmatikus "farok". A fentiek egy peptidkötési rés. Az MHC I. osztály a test összes sejtjén található, és "megmutatja" az intracelluláris fehérjéket. Az MHC II. Osztály csak a kém sejteken jelenik meg, és a sejten kívüli "mutat" fehérjék jelen vannak. Kép a labmed.hallym.ac.kr

De ez nem a fő hisztokompatibilitási komplexum egyetlen funkciója. Az MHC-nek az immunrendszerre is szüksége van, hogy információt kapjon a testfehérjékről. Minden sejt időről időre összetörik saját fehérjeit: rövid darabokra vágja őket – peptideket. Ezután a peptideket az MHC fehérjék egyik résébe helyezzük, és az MHC-peptid komplexet a sejtfelületnek tesszük ki (2.Számos ilyen komplexum van minden egyes cellában, időről-időre frissítve: a sejt elnyeli a régi komplexeket és újakat bocsát ki. Más típusú immunsejtek, T-sejtek (T-limfociták is), "szkennelés" az összes MHC-hez társított peptid-peptidet. A fejlesztés folyamán a T-sejteket képzik, ahol megszokják, hogy figyelmen kívül hagyják az összes normális peptidet (gyakran a testben találhatóak). De amint a T-sejtek találkoznak egy ismeretlen peptiddel, aktiválódnak és kiváltják az immunválaszt. Ez a mechanizmus ismét elősegíti a daganatos megbetegedések elleni küzdelmet, amelyek gyakran elkényeztetett vagy mutáns fehérjéket hordoznak (tulajdonképpen ezért a tumorok gyakran olyan mechanizmusokat kapcsolnak be, amelyek eltakarták az MHC-t a felszínről). Hasonló rendszer működik a fertőzések ellen, de speciális kémsejtek (antigén prezentáló sejtek) működnek itt. Abszorbálják a fehérjéket az extracelluláris térből, összetörtek és felszíni hatásnak vannak kitéve. Ez lehetővé teszi, hogy aktiválja az immunválaszt, amikor a baktériumok bejutnak a szervezetbe.

Hogyan lehet megkeresni egy rokont?

Ábra. 3. A peptidek formája megfelel az MHC-molekulák közötti réseknek. Ez az űrlap minden ember számára egyedi. Kép a bloodjournal.org-ból

Tehát minden gerincesnek fehérje van, amellyel az immunrendszer megkülönbözteti egy organizmust a másiktól. Logikusan használjuk őket az egyének elismerésére, függetlenül a mentességtől. Ez a következőképpen történik. Az egyes MHC-molekulák egyedi formájú peptidkötési hézaggal rendelkeznek. Ennek megfelelően a benne lévő peptidek (MHC peptidek) szintén jellegzetes formát kapnak. Ezek az MHC molekulák sajátos öntvényei (3. Minél közelebb vannak a rokonok, annál inkább hasonlítanak az MHC-peptidek formáihoz.

Időnként az MHC-peptid komplexeket vagy az egyes peptideket lemosják a sejtekről, belépnek a vérbe, majd végül a vizelettel zárulnak. És ezt követően egy másik állat már érezheti őket. A GCG peptidek bejutnak az orrüregbe, és onnan egy kis depresszióba, a vomeronazális szervbe (amely emberekben, egerekben és számos gerincesekben) található, ahol speciális érzékelő neuronokkal találkoznak. Tovább folytatódik a GCH-peptideket érzékelő receptorok keresése (P. S. S. Santos és munkatársai, 2016. Az MHC-függő párválasztás nyomonkövető amin receptor társulása egy emlősben). Nyilvánvaló azonban, hogy ezeknek is sokfélenek kell lenniük annak érdekében, hogy a legkülönbözőbb formák MHC-peptidjeihez kötődjenek.Ezek a receptorok segítik az állatot abban, hogy megkülönböztesse az ismerős szagot az ismeretlentől. A világ legismertebb szaga a saját. Hasonló vele, de kicsit más – a rokonok illata. És ismeretlenek, és a szagoktól eltérően jelzik a nem kapcsolódó egyének jelenlétét.

Viselkedési stratégiák

A rokonok elismerése felhasználható viselkedési stratégiák kialakítására (J.S. Ruff et al., 2012. MHC jelzés a társadalmi kommunikáció során). Például a szülők felismerik gyermekeiket, hogy ne zavarják meg őket idegenekkel, és győződjön meg róla, hogy törődnek utódaikkal (az emberek természetesen fejlettebb mechanizmusokkal rendelkeznek). Azokban a csoportokban, ahol több gyermekes nőstény lakik a közelben (például egérben), a nők nem csak gyermekeikről, hanem közeli hozzátartozóik gyermekeiről gondoskodnak, és ennek elismerése is fontos. A férfiak koalíciókat építhetnek a terület és a nők közös védelmére (PSC Santos és mások, 2017. MHC-? Emlős emlős emlős), mint ez működik például a mosómedve mosómedveiben. Ilyen esetekben fontos a koalíció létrehozása rokonokkal a velük megosztott gének átadásának elérése érdekében.

Végül a legtöbb gerinces faj (de nem mindegyik) azonosítja a partnereket a szagláshoz.Ez egyrészt növeli az MHC fehérjék sokféleségét a populációban (minél nagyobb a sokféleség, annál több idegen molekula képes ezekhez a fehérjékhez kötődni, és annál nagyobb a sikeres fertőzésveszély). Ez viszont azért szükséges, hogy elkerüljük a szorosan kapcsolódó kereszteket és a recesszív mutációk megnyilvánulását (lásd Domináns). Ennek eredményeképpen gyakran (például ugyanazon mosómedve esetében) kiderül, hogy két ellentétes stratégia ütközik a lakosság körében: a nők inkább a maguktól legtávolabbi genetikai partnereket preferálják, és a férfiak együttesen ugyanazokat a géneket kínálják a nők számára. És a két többirányú trend jelenléte lehetővé teszi a partnerek közötti optimális genetikai távolság elérését, nem túl közel, és nem túl messze.

Néhány esetben azonban a partner kiválasztása nemcsak párosodás előtt történik, hanem utána is. Vagyis, még akkor is, ha a férfi sperma a női test belsejében van, nincs garancia arra, hogy megtermékenyítik a tojást, és az embrió gyökeret verhet és sikeresen beültethető. Például egerekben a Bruce-hatás figyelhető meg (lásdBruce effektus): ha a nőstény sikeresen teherbe esett, aztán egy korábban nem ismerős férfit akasztottak hozzá, akkor vetélés következik be. Úgy vélik, hogy ez a mechanizmus segít elkerülni a gyermekgyilkosságot: a férfi nem ismeri fel a gyermekeket, mint a sajátját, és megölheti őket, következésképp pedig haszontalan viselni és szülni (lásd még a Hegedű nők megszabadulni a nem kívánt terhességtől, Elementy, 13.03.2012).

A lovaknak van egy másik hatásuk is: ha egy kanca jól ismerős ménekkel él, majd elveszik, hogy más férfiakkal vegyenek, akkor hazatéréskor növeli a vetélés valószínűségét (L. Bartoš és mtsai, 2011. A szokatlan viselkedés megzavarja a terhességet blokk a házi lótuszokban).

A tárgyalt cikk szerzői vállalták, hogy részletesen megvizsgálják ezt a jelenséget lovakon. Ráadásul arra is rájöttek, hogy mennyire függ az MHC fehérjéktől. A marsallokat külön tárolókban tartották rácsokkal, amelyeken keresztül az egész kísérlet során (ahogyan a szerzők genetikailag távoli méneket neveznek), ingerült ménekkel tudtak kommunikálni, de nem tudtak velük csatlakozni (4. A kagylókban stimulálták az ovulációt és mesterségesen megtermékenyítették őket más ménekből származó spermával. Aztán megnézték, milyen esetekben fordul elő a terhesség.

Ábra. 4. Kísérleti madárház: a szőnyegek mögött – a kagylók, a központban ménes-ingerként működnek. Lehetőségük van arra, hogy szippantsák egymást, de ne párosuljanak. Fotók a tárgyalt cikkből

Ábra. 5. A gének (és ennélfogva a fehérjék) jelenlétében a terhesség (százalékos arány) valószínűségének függősége a mandula és csülök ingerében (± 95% konfidencia intervallum). Ábra a tárgyalt cikkből

Kiderült, hogy a terhesség valószínűsége nem függ attól, hogy melyik spermiumot lovakon megtermékenyítették – egy kapcsolódó mén vagy genetikailag távoli. A kanca és az inger mén közötti teljes genetikai távolság (a 20 kromoszómával rendelkező mikroszatellita markerek alapján) nem befolyásolta ezt a valószínűséget. Csak a MHC közös gének (és ezáltal a fehérjék) száma volt szignifikáns a kancában és a tyúk ingerében: az MHC kisebb hasonlósága, annál nagyobb a terhesség valószínűsége (5. Nem tapasztaltunk függőséget a genetikai rokonság más markereitől.

Hasonló eredményeket találtak más kísérletekben is, például a csirkéken (H. Løvlie és mtsai, 2013. A kriptikus női választás a nagyobb hisztokompatibilitási komplexumból származó spermiumokat részesíti előnyben). Nyilvánvaló, hogy ilyen helyzetekben egy ilyen mechanizmus működik: a nőstény észleli az MHC jelét a közeli férfiaktól, és "eldönti", hogy a sperma tartozik hozzá.Tehát, ha közeli hozzátartozója van, akkor nem szabad teherbe esnie. Vagyis a választás – teherbe esni vagy sem – a petefészekben történik. Ez párválasztás, ami a női környezettől függően, nemcsak előtt, hanem párzás után (miután a spermiumok behatolását az ő szaporodási szervek), a továbbiakban, mint egy rejtett opció nőstények (Cryptic női választás ;. Lásd Rejtett választás női segít tücskök beltenyészet elkerülése " Elements ", 2013/03/04). A valóságban a választás az endokrin szinten történik. Különböző vizsgálatokban azt figyeltük meg, hogy ha a logikai megszakítás terhesség (például, ha egy kanca szag kapcsolódó mén) elnyomta szekrécióját a prolaktin hormon, ami elutasítását az endometrium (a belső réteg a méh), és a képtelenség, hogy az embrió beágyazódását.

Vannak azonban olyan munkák, amelyek alternatív mechanizmusok létezését sugallják. Például, 2015-ben, a tudósok mesterségesen megtermékenyített egerek keverékével sperma rokon és nem rokon egyének (lásd. R. C. Firman, L. W. Simmons, 2015 gametikus kölcsönhatások elősegítik beltenyészet elkerülése házban egerekben).

Ugyanakkor a tojásos sejt csak a nem kapcsolódó spermiummal működött együtt. Annak ellenére, hogy a spermium talált MHC molekulák mechanizmusok ezen szelektivitás is ismeretlenek.

Mi a helyzet az emberekről?

Tanulmányok a rokonok elismeréséről és a személyen végzett. Így ismételten megmutatták, hogy az emberek, mint a lovak, inkább a genetikailag távoli partnereket kedvelik (lásd a hírt, az ősi gének hasonlósága, Elemek, 2015.11.15.) Befolyásolhatják a házastársa választását, és az MHC fehérjékre is összpontosítanak a választás során. (J. Winternitz és munkatársai, 2016. A humán és nem humán főemlősök MHC-függő mate szelekciójának mintázata: meta-analízis). Azonban, ha csak külső jelekkel kívánja választani, akkor az eredmény ellentétes: az emberek jobban szeretik a partnereket, mint maguk. (Az életpartner megválasztásánál a génektől függ, hogy mit akarunk, de nem az, amit kapunk. Elements, 03.02.2012). De nem biztos, hogy bizonyosak-e a női nemi szervek bizonyos további mechanizmusai.

Ebben az értelemben egy 1992-es tanulmány nagyon feltáró, amelyben a tudósok adatokat gyűjtöttek az Egyesült Államokban élő Hutterite közösségben (akik az 1870-es években Európából emigráltak). Ez egy zárt közösség, amelynek vallási beállítottsága nem teszi lehetővé a fogamzásgátlást. Ezért feltételezhető, hogy a terhesség kezdete a közösségben lévő nőkben csak a belső fiziológiai tényezők függvénye. A kutatók genetikai vizsgálatokat végeztek,a közös GKG gének jelenlétét feltárva a házaspárokban. Ezután összehasonlítottuk a vizsgálati adatokat a házasság kezdete és a terhesség kezdete között eltelt idővel. Kiderült, hogy a közös GKG génekkel rendelkező házastársak később terhességet és több vetélést (C. Ober et al., 1992) csökkentették a HTA-DR-ben megosztott Hutterite-párokban. Ez azt sugallja, hogy vannak olyan módok, amelyek alapján egy személy szabályozhatja a terhesség kialakulását a partnerrel való kapcsolat függvényében.

Forrás: D. Burger, S. Thomas, H. Aepli, M. Dreyer, G. Fabre, E. Marti, H. Sieme, M. R. Robinson, C. Wedekind. A komplex kapcsolt társadalmi jelzés fő hisztokompatibilitása befolyásolja a női termékenységet // A Royal Society B. 2017. DOI: 10.1098 / rspb.2017.1824.

Polina Loseva


Like this post? Please share to your friends:
Vélemény, hozzászólás?

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