Aktuální číslo:

2018/7

Téma měsíce:

Co kdyby…

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

Peníze z chemie, peníze pro chemii

Peníze z chemie, peníze pro chemii

Ondřej Vrtiška  |  16. 7. 2018
Manželé Hana a Dalimil Dvořákovi se seznámili v laboratoři. A nebylo to naposledy, co zaujetí pro organickou chemii ovlivnilo jejich životy i mimo...
Co když se probudí sopky pod antarktickým ledem?

Co když se probudí sopky pod antarktickým ledem?

John Smellie  |  16. 7. 2018
Antarktida je rozlehlá pustina pokrytá největším ledovým příkrovem světa, který obsahuje asi 90 % globálních zásob sladké vody. Funguje jako obří...
Ztracený potápník

Ztracený potápník uzamčeno

Josef Lhotský  |  16. 7. 2018
„Konference jsou od toho, abys tam navazoval styky a chlastal,“ řekl mi kdysi… — Povídka proplétající osudy tří velkých postav biologie.

Předplatným pomůžete zajistit budoucnost Vesmíru

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

 

Objednat předplatné