Rozmanitost imunitních genů hýla rudého

Většina živočichů je během svého života vystavována parazitům a patogenům. Aby se jim mohly účinně bránit, vytvořily si během evoluce složitý imunitní systém. Když je tělo živočicha napadeno cizím organismem, spustí se imunitní reakce, která se snaží patogen zničit. Ovšem k tomu, aby se imunitní reakce mohla spustit, je nejdřív třeba cizorodé částice v těle rozpoznat. U obratlovců plní tuto funkci zejména glykoproteiny na povrchu buněk, známé jako hlavní histokompatibilní komplex (MHC). Každá z těchto molekul dovede navázat jen určité cizorodé částice, a proto se teoreticky předpokládá, že čím více forem proteinů MHC je organismus schopen vytvořit, tím větší spektrum patogenů dokáže rozpoznat, a posléze proti nim bojovat. Geny, které kódují proteiny MHC, jsou z těchto důvodů nejvariabilnější kódující oblastí obratlovčího genomu. Mutace, jež mění složení aminokyselin ve výsledném proteinu, jsou zde zafixovány pozitivní selekcí častěji, než by bylo pouze výsledkem náhody.

U hýla rudého (Carpodacus erythrinus) jsme nedávno objevili velmi vysokou variabilitu genů MHC ve srovnání s jinými, dříve studovanými druhy ptáků. V populaci hýla rudého, která hnízdí na Šumavě, jsme identifikovali celkem 82 variant genů MHC třídy I, které jsou důležité pro rozpoznávání vnitrobuněčných parazitů (např. virů, malárie atd.). Jedinci měli většinou 4 až 6 variant MHC, maximálně však 9. Jeden gen může mít dvě varianty (alely), takže je zřejmé, že u hýla rudého je gen MHC třídy I zdvojený, u jedinců s devíti variantami se dokonce vyskytuje nejméně v pěti kopiích. Pro srovnání, v jedné populaci vrabce domácího ve Francii popsali vědci 46 variant tohoto genu a u jiných druhů ptáků ještě méně. Nejméně jich bylo nalezeno u kuřete, kde se příslušný gen třídy I vyskytuje jen v jedné kopii.

Jedním z možných vysvětlení těchto výrazných rozdílů ve variabilitě imunitních genů mezi poměrně blízkými druhy je životní strategie. Hýl rudý je stěhovavý a naše populace hnízdící na Šumavě odlétá na zimoviště do severní Indie, tedy do míst se zcela odlišnými patogeny. Navíc mezi Šumavou a severní Indií ptáci překonávají vzdálenost asi 5000 km a během cesty mohou být vystaveni dalším parazitům. Většina našich zvířat je nakažena ptačí malárií a některé ptačími neštovicemi. Předpokládáme tedy, že právě migrace na dlouhou vzdálenost a nutnost čelit nejrůznějším patogenům v různých prostředích jsou příčinou velké rozmanitosti imunitních genů hýla rudého. (Immunogenetics 55, 855–865, 2004; 61, 451–461, 2009)