Aktuální číslo:

2017/12

Téma měsíce:

Kontakty

Jsou vrozené choroby daní za dobrou imunitu?

 |  6. 4. 2017
 |  Vesmír 96, 190, 2017/4

Do současnosti bylo identifikováno přibližně 11 tisíc genů vyskytujících se v lidském genomu i ve variantách, které mohou způsobit některou z vrozených chorob. Otázkou však zůstává, proč takto rizikové alely, obvykle spojené s rakovinou nebo Alzheimerovou chorobou, přetrvávají v genomu místo toho, aby byly přirozenou selekcí z populace odstraněny nebo alespoň významně selektovány.

Badatelé v čele s Tobiasem Lenzem se rozhodli otestovat hypotézu, podle níž by zamezení selekce některých alel mohlo souviset se vznikem a zachováním vysoké diverzity genetických elementů podílejících se na imunitních reakcích. Zaměřili se na skupinu genů tzv. hlavního histokompatibilního komplexu (MHC), které se podílejí na rozpoznávání a antigenní prezentaci cizorodých struktur. Vysoká variabilita této skupiny genů zajišťuje, že lidský imunitní systém je schopen reagovat se širokým spektrem patogenů. Napříč populací se vyskytují vždy v několika alternativních variantách a zachování diverzity těchto genů je zajišťováno zvláštním mechanismem, tzv. balancující selekcí, která zvýhodňuje heterozygoty tím, že mají oproti homozygotům zvýšené přežívání. To přispívá k vzniku a zachování vysokého stupně polymorfismu v populaci, a tudíž existovalo podezření, že zmíněný mechanismus může souviset i s omezením selekce některých potenciálně škodlivých alel.

Výzkumníci nejdříve využili počítačové simulace, které napodobovaly různé typy selekce na příkladu genů imunitního systému. Během těchto testů bylo zjištěno, že balancující selekce nejenže ovlivňuje diverzitu MHC genů, ale také působí na okolní úseky DNA. Přičemž dospěli k závěru, že při současném zvýšení celkového počtu variabilních míst MHC genů se snižuje variabilita v přilehlých oblastech genomu. Posléze porovnali výsledky počítačové simulace s reálnými daty z genetické analýzy 6500 osob, což potvrdilo jejich podezření. Stejně jako při simulaci se méně variabilní místa vyskytovala v bezprostřední blízkosti skupiny MHC genů. Simulace i genetická analýza tak poukazují na skutečnost, že zvýšená frekvence konzervativních míst (potenciálně škodlivých alel) je lokalizovaná v blízkém okolí genů MHC komplexu, současně klesá s fyzickou vzdáleností od klastru MHC genů, a to naznačuje, že jsou s nimi ve vazbě. Zvýšená variabilita imunitních genů zvyšuje fitness organismu, a tudíž působí i proti negativní selekci genů, které se nacházejí v jejich blízkosti. Lze proto očekávat, že selekční tlak zvyšující odolnost vůči patogenům může vést v průběhu času k akumulaci potenciálně škodlivých variant některých genů, což v konečném důsledku může přispívat k rozvoji vrozených chorob.

Lenz T. L. et al.: Mol. Biol. Evol.; DOI: 10.1093/molbev/msw127

Ke stažení

OBORY A KLÍČOVÁ SLOVA: Imunologie
RUBRIKA: Mozaika

O autorovi

Jindřich Sedláček

Prof. MUDr. Jindřich Sedláček, DrSc., (*1928) vystudoval Lékařskou fakultu UK v Praze. Ve Fyziologickém ústavu 1. LF UK se zabývá normální fyziologií. Je členem výboru České společnosti pro neurovědy a členem International Society for Developmental Neuroscience.

Doporučujeme

Jak si delfíni ucpávají uši

Jak si delfíni ucpávají uši audio

Jaroslav Petr  |  17. 12. 2017
Hluk v mořích a oceánech produkovaný člověkem ohrožuje kytovce. Může je dočasně ohlušit nebo jim trvale poškodit sluch. Nově objevený fenomén by...
Tajemná sůva šumavská

Tajemná sůva šumavská

Jan Andreska  |  17. 12. 2017
Byl vyhuben a vrátil se. Na Šumavu lidskou snahou a do Beskyd vlastním přičiněním. Puštík bělavý teď žije opět s námi, ale ohrožení trvá.
Hmyz jako dokonalý létací stroj

Hmyz jako dokonalý létací stroj

Rudolf Dvořák  |  4. 12. 2017
Hmyz patří k nejdokonalejším a nejstarším letcům naší planety. Jeho letové schopnosti se vyvíjely přes 300 milionů let a předčí dovednosti všech...

Předplatným pomůžete zajistit budoucnost Vesmíru

Tištěná i elektronická
verze časopisu
Digitální archiv
od roku 1994
Speciální nabídka
pro školy a studenty

 

Objednat předplatné