Возникновение адаптивного иммунитета

1. Эволюционная иммунология Лекция 9 «Возникновение адаптивного иммунитета»

Шилов Е.С.
9 апреля 2018

2.

Эволюция иммунной системы на фоне
филогенетического дерева животных

3. Систематика и эволюция оболочников

4. Систематика и эволюция рыб

5. Две полногеномные дупликации как источник разнообразия паралогов

6. Синергичность компонентов адаптивного иммунитета создаёт проблемы с пониманием, как он мог возникнуть

Что возникло раньше, антитела или Т-клеточные рецепторы?
Что возникло раньше, Т-клеточные рецепторы или МНС?
Что возникло раньше, МНС I или MHC II?
Что возникло раньше, трансплантационный иммунитет, или
презентация антигена?
• Что возникло раньше, связывающая бороздка или механизмы
загрузки антигенных пептидов?
По поводу чего уже есть консенсус:
Древнее всего генетические программы, регулирующие гематопоэз.
Гамма/дельта Т-клеточные рецепторы древнее, чем альфа/бета Тклеточные рецепторы

7. Гипотеза Т. Boehm

8.

9.

Хрящевые рыбы
Костные рыбы
Птицы
Млекопитающие

10.

11. Функции МНС I

12.

Функции MHC II

13. Возникновение МНС I

14. Треска не имеет функционального набора генов молекул MHCII, и рецептора CD4

15. Это является результатом цепочки хромосомных перестроек, затрагивающих локус МНС

16. Рыбы, экономящие на Т-хелперной ветви

17. Химера Callorhinchus milii утратила CD4…

18. … и несколько цитокинов и транскрипционных факторов

CD4 T cell
CD8 T cell
(Venkatesh et al, Nature, 2014)

19. Роль рекомбиназ RAG

David Schatz,
клонировал предсказанные Сакано и
Тонегавой рекомбиназы

20. Возникновение RAG генов

John Мarchalonis
1941-2007
После
того,
как
группа
Джона
Маркелониса в 1994 году клонировала
ген Rag1 акулы, на основании высокой
степени идентичности белков RAG и
различных
бактериальных
интеграз,
казалось,
что
подтвердилась
предложенная в 1989 г. гипотеза о
горизонтальном переносе генов между
первыми Челюстноротыми позвоночными и некими бактериями. Ген Rag1
относили к семейству бактериальных
интеграз INT, а ген Rag2 считали
гомологом фактора интеграции в хозяина
IHF.

21. Однако гомологи RAG-генов нашлись после полного секвенирования генома морского ежа

22.

Возникновение RAG генов у общего предка
вторичноротых заложило основы для развития
адаптивного иммунного ответа
Выяснилось,
что
гомологи RAG генов есть
даже в геноме морского ежа
Strongylocentrotus, однако
отсутствуют во вчетверо
меньшем геноме асцидии
Cyona. Поскольку у морских
ежей
нет
антител
и
механизма
соматической
рекомбинации,
очевидно,
что их рекомбиназы имеют
какую-либо
другую
функцию.

23. RAG1 сходен с транспозазой Transib

из Kapitonov, Jurka 2005

24. Использование транспозона «в мирных целях»

25.

26.

27.

28. Механизм переключения классов антител

29. Рецепторы врожденного иммунитета могли возникнуть из рецепторов NK-клеток

30.

31. Rag-зависимая рекомбинация или конверсия генов?

32. Общая схема конверсии

33. Организация генов в кластеры или транслоконы

или

34. Организации генов в кластеры более примитивна

35. Для переключения классов снова важна цитидин-дезаминаза AID

36. Эволюция семейств цитидиндезаминаз

37.

• Следующая лекция 16 апреля – об
особенностях иммунных систем
отдельных классов Челюстноротых