Рыбы проливают свет на эволюцию иммунной системы

Новое исследование Университета Восточной Англии (Великобритания) и Университета Далхаузи (Канада) раскрывает, как иммунные системы могут эволюционировать для устойчивости к паразитам.

Исследование, опубликованное в Nature Communications, решает загадку того, как виды могут адаптироваться и изменять свою иммунную систему для борьбы с новыми паразитическими угрозами, одновременно демонстрируя незначительные эволюционные изменения в критических иммунных функциях на протяжении миллионов лет.

Учёные изучили, как гуппи (Poecilia reticulata) адаптируются к выживанию, исследуя их иммунные гены, известные как гены главного комплекса гистосовместимости (MHC).

Ключевые выводы:

• Исследование выявило сотни различных иммунных вариантов (аллелей) MHC в 59 популяциях гуппи на Тринидаде, Тобаго, Барбадосе и Гавайях.
• Эти аллели оказались сгруппированы в меньшее количество функциональных групп или "супертипов".
• Каждый супертип защищает хозяина от определённой группы паразитов. Эти супертипы были общими для разных популяций и видов, независимо от местоположения.
• Однако конкретные аллели, составляющие супертип, быстро эволюционируют, отслеживая быструю эволюцию паразитов. Эти аллели в основном специфичны для каждой популяции и помогают в "тонкой настройке" иммунного ответа на местных паразитов.

Это объясняет, как эти гены могут быстро эволюционировать (чтобы успевать за паразитами), одновременно демонстрируя сохранение функции на протяжении миллионов лет, что наблюдается, например, у схожих иммунных генов человека и шимпанзе.

Значение: Открытие улучшает понимание эволюционной генетики иммунной системы. Описанные эволюционные динамики, вероятно, применимы и к другим семействам генов, участвующим в аналогичных "гонках вооружений", например, генам устойчивости у растений.

Исследование "Evolutionary genetics of immunological supertypes reveals two faces of the Red Queen" опубликовано в журнале Nature Communications 3 ноября 2017 года.