Mares menentukan sama ada untuk hamil atau tidak, mengikut kompleks histokompatibiliti utama ... jiran • Polina Loseva • Berita sains mengenai "Unsur" • Genetik, Zoologi

Mares menentukan sama ada untuk hamil atau tidak, dengan kompleks histokompatibiliti utama … sesebuah jiran

Rajah. 1. Di sebelah kiri – kuda domestik. Di sebelah kanan – Protein HKG (kompleks histokompatibiliti utama), dengan cara kuda menentukan persaudaraan antara satu sama lain. Merah jambu dan kuning dua bahagian protein ditunjukkan, merah – kawasan di mana GHG mengikat bahagian protein intraselular dan menunjukkannya ke sel lain. Imej dari thehorse.com dan britannica.com

Kajian mengenai mekanisme yang mana haiwan vertebrata membezakan saudara-saudara mereka, telah berlangsung selama hampir 70 tahun. Di antara mekanisme tersebut, kumpulan protein kompleks histokompatibiliti utama adalah yang paling dikaji, yang membantu mengenal pasti saudara-mara di antara mereka yang berada di sekelilingnya. Tahap persaudaraan boleh mempengaruhi pelbagai aspek tingkah laku haiwan. Oleh itu, dalam satu kajian baru-baru ini ditunjukkan bahawa jantan mempunyai pilihan antara mengekalkan atau menamatkan kehamilan yang secara langsung ditentukan oleh mana kuda jantan – dekat atau jauh secara genetik – bersebelahan dengan mereka pada peringkat awal kehamilan mereka. Dan ia tidak bergantung pada tahap hubungan mereka dengan bapa masa depan anak lembu depan.

Kembali pada 50-an abad yang lalu, para saintis menyedari bahawa banyak haiwan vertebrata cenderung berkawan dengan rakan-rakan yang jauh dari genetik, mengelakkan saudara-mara langsung dan hanya individu-individu yang rapat secara genetik.Sehingga petunjuk lengkap tentang bagaimana mereka berjaya mengiktiraf hubungan, kita masih jauh. Dan hipotesis pertama mengenai subjek ini muncul kira-kira 20 tahun kemudian, dan ia datang dari imunologi.

Protein Polyhedral MHC

Kompleks histokompatibiliti utama (MHC, kompleks histokompatibiliti utama, MHC) pada manusia secara historis dikenali sebagai antigen leukocyte manusia, Antigen Leucocyte Antigen, HLA) pada mulanya ditemui sebagai penghalang utama kepada pemindahan organ. Ternyata protein MHC yang lebih mirip dalam penderma dan penerima, semakin besar kemungkinan pemindahan itu akan berakar. Dan jika perbezaan antara mereka adalah besar, maka ini akan menyebabkan penolakan imun organ yang dipindahkan.

Bagaimana ia berfungsi? Pada permukaan kebanyakan sel-sel dalam tubuh manusia (dan vertebrata lain) protein MHC yang sama dipamerkan. Set mereka adalah unik untuk setiap individu, kerana mereka dikodkan oleh pelbagai urutan enam gen. Sel-sel khas sistem imun, sel-sel pembunuh semulajadi atau semulajadi (sel NK), merangkak di dalam tisu badan dan memeriksa semua sel kaunter untuk kehadiran protein MHC. Jika sel NK tidak melihat apa-apa protein yang biasa mengenainya di permukaan sel, maka ia menghantar isyarat kepadanya untuk bunuh diri (apoptosis), dan sel mati.Ini membolehkan anda mengatasi sel-sel tumor, di mana protein MHC sering hilang dari permukaan. Walau bagaimanapun, mekanisme yang sama mencegah transplantasi: jika set MHC penderma tidak sama dengan penerima MHC, tisu atau organ ditolak. Oleh itu, para penderma cuba memilih antara saudara terdekat yang mempunyai sekurang-kurangnya beberapa gen yang mengodkan MHC, sama dengan penerima.

Rajah. 2 Gambaran skema protein MHC pada membran sel. TM (wilayah transmembran) adalah rantau protein yang menembusi membran. Di dalam "ekor" sitoplasma menonjol. Di atas adalah jurang peptida-mengikat. Kelas MHC I adalah pada semua sel badan dan "menunjukkan" protein intraselular. MHC kelas II hanya pada sel pengintip dan "menunjukkan" protein yang ditangkap oleh sel dari luar. Gambar dari labmed.hallym.ac.kr

Tetapi ini bukan satu-satunya fungsi kompleks utama histokompatibiliti. MHC juga diperlukan untuk sistem imun untuk menerima maklumat mengenai protein badan. Setiap sel dari semasa ke semasa menghancurkan proteinnya sendiri: memotongnya menjadi kepingan pendek – peptida. Kemudian peptida diletakkan di dalam jurang pada salah satu protein MHC, dan kompleks MHC-peptida terdedah kepada permukaan sel (Rajah 2).Terdapat beratus-ratus kompleks seperti pada setiap sel, mereka dikemas kini dari semasa ke semasa: sel menyerap kompleks lama dan mendedahkan yang baru. Sel-sel imun dari jenis yang berbeza, sel T (mereka juga T-limfosit), "mengimbas" semua peptida kaunter yang berkaitan dengan MHC. Dalam proses pembangunan, sel T dilatih di mana mereka terbiasa mengabaikan semua peptida biasa (sering dijumpai di dalam badan). Tetapi sebaik sahaja sel T bertemu dengan peptida yang tidak dikenali, mereka diaktifkan dan mencetuskan tindak balas imun. Mekanisme ini, sekali lagi, membantu dalam memerangi tumor yang sering membawa protein rosak atau mutan (oleh karenanya, tumor sering menyalakan mekanisme yang menyembunyikan MHC dari permukaan). Sistem yang sama berfungsi terhadap jangkitan: tetapi sel pengintip khas (antigen presenting cells) berfungsi di sini. Mereka menyerap protein dari ruang ekstraselular, dihancurkan dan terdedah ke permukaan. Ini membolehkan anda mengaktifkan tindak balas imun apabila bakteria memasuki badan.

Bagaimana untuk mengetahui saudara seiman?

Rajah. 3 Peptida sesuai dengan bentuk kepada jurang dalam molekul MHC. Borang ini unik untuk setiap orang. Gambar dari bloodjournal.org

Jadi, semua vertebrata mempunyai protein di mana sistem kekebalan tubuh membezakan satu organisme dari yang lain. Adalah logik untuk menggunakannya untuk mengenali individu, tanpa mengira imuniti. Ia berlaku seperti berikut. Molekul MHC dalam setiap individu mempunyai jurang pengikat peptida yang unik. Oleh itu, peptida yang diletakkan di dalamnya (MHC peptides) juga memperoleh satu bentuk ciri. Mereka mewakili molekul MHC yang pelik (Rajah 3). Semakin dekat saudara-saudara, lebih banyak bentuk peptida MHC mereka yang serupa.

Dari masa ke masa, kompleks MHC-peptida atau peptida individu dihanyutkan dari sel-sel dan masuk ke dalam darah, dan kemudian berakhir di dalam air kencing. Dan selepas itu haiwan lain sudah dapat merasakannya. Peptida GCG memasuki rongga hidung, dan dari sana menjadi kemurungan kecil, organ vomeronasal (yang terdapat pada manusia, tikus, dan beberapa vertebrata), di mana mereka ditemui dengan neuron deria khusus. Mencari reseptor yang merasakan GCH-peptida terus hingga ke hari ini (P. S. S. Santos et al., 2016. Pilihan pasangan yang bergantung kepada MHC adalah reseptor jejak-amine yang berkaitan dalam mamalia). Walau bagaimanapun, jelas juga, mereka mesti mempunyai pelbagai besar untuk mengikat kepada peptida MHC dalam bentuk yang paling pelbagai.Reseptor ini membantu haiwan untuk membezakan bau biasa dari yang tidak dikenali. Bau yang paling biasa di dunia adalah anda sendiri. Sama dengannya, tetapi sedikit berbeza – bau saudara. Dan tidak biasa dan tidak seperti bau isyarat kehadiran individu yang tidak berkaitan.

Strategi kelakuan

Pengiktirafan saudara-mara boleh digunakan untuk membina strategi tingkah laku (J.S. Ruff et al., 2012. MHC memberi isyarat semasa komunikasi sosial). Sebagai contoh, ibu bapa mengiktiraf anak-anak mereka agar tidak mengelirukan mereka dengan orang yang tidak dikenali dan memastikan bahawa mereka mengambil berat tentang anak mereka (orang ramai, sudah tentu mempunyai mekanisme yang lebih maju). Dalam kumpulan di mana beberapa perempuan dengan kanak-kanak tinggal berdekatan (misalnya, dalam tikus), wanita tidak hanya menjaga anak-anak mereka, tetapi juga anak saudara dekat, dan pengiktirafan juga penting untuk ini. Lelaki boleh membina gabungan untuk bersama-sama melindungi wilayah dan wanita (PSC Santos et al., 2017. MHC-? Mamalia mamalia mamalia mamalia) seperti ini berfungsi, sebagai contoh, dalam raccoon raccoon. Dalam kes sedemikian, adalah penting untuk membentuk gabungan dengan saudara-mara untuk mencapai pemindahan gen yang dikongsi dengan mereka.

Akhirnya, kebanyakan spesies vertebrata (tetapi tidak semua) mengenal pasti rakan kongsi untuk kawin dengan bau.Ini berfungsi, dalam satu tangan, untuk meningkatkan kepelbagaian protein MHC dalam populasi (semakin banyak kepelbagaian, lebih banyak molekul asing protein ini dapat mengikat dan semakin tinggi kemungkinan ketahanan terhadap jangkitan). Sebaliknya, ini diperlukan untuk mengelakkan salib yang berkaitan dan manifestasi mutasi resesif (lihat Dominasi). Hasilnya, sering (contohnya, dalam hal raccoon yang sama) ternyata bahawa dua strategi menentang bertabrakan dalam populasi: wanita lebih suka rakan genetik yang paling jauh dari diri mereka sendiri, dan kumpulan lelaki bersama untuk menawarkan gen yang sama kepada wanita. Dan kehadiran dua trend multidirectional membolehkan untuk mencapai jarak genetik optimum antara rakan kongsi, tidak terlalu dekat dan tidak terlalu jauh.

Walau bagaimanapun, dalam beberapa kes, pilihan pasangan berlaku bukan sahaja sebelum mengawan, tetapi juga selepas itu. Iaitu, walaupun sperma lelaki berada di dalam tubuh wanita, tidak ada jaminan bahawa mereka dapat menyuburkan telur dan embrio akan berakar dan berjaya ditanam. Sebagai contoh, pada tikus, kesan Bruce diperhatikan (lihatKesan Bruce): jika wanita itu berjaya menjadi hamil, dan kemudian seorang lelaki yang tidak dikenali sebelum ini terjejas kepadanya, maka keguguran berlaku. Mekanisme ini membantu mengelakkan pembunuhan bayi: lelaki tidak mengiktiraf kanak-kanak sebagai miliknya sendiri dan boleh membunuh mereka, dan akibatnya, tidak berguna untuk menanggung dan melahirkan (lihat juga berita wanita Geled menyingkirkan kehamilan yang tidak diingini, Elementy, 13.03.2012).

Dalam kuda, kesan yang berbeza berlaku: jika seekor kuda hidup hidup dengan kuda-kuda kuda yang biasa, dan kemudian dibawa pergi untuk kawin dengan beberapa lelaki lain, maka pulang ke rumah dia lebih cenderung untuk keguguran (L. Bartoš et al., 2011). Tingkah laku seksual mengganggu kehamilan blok dalam kuda kuda domestik).

Penulis artikel yang sedang dibincangkan dilakukan untuk meneliti secara terperinci fenomena ini dalam kuda. Lebih-lebih lagi, mereka berupaya untuk mengetahui sejauh mana ia bergantung pada protein MHC. The mares disimpan dalam kandang khas dengan grid, di mana mereka dapat berkomunikasi dengan stoking stimulus semasa keseluruhan percubaan (sebagai pengarang menyebut stoking kuda secara genetik), tetapi tidak dapat kawin dengan mereka (Gambar 4). Di dalam mares, mereka merangsang ovulasi dan secara artifisial menghalangi mereka dengan sperma yang diambil dari stallions lain. Kemudian mereka melihat, dalam mana kes-kes kehamilan berlaku.

Rajah. 4 Uji eksperimental: di belakang tikar – jurang, di tengah menjalankan rangsangan-rangsangan. Mereka mempunyai peluang untuk menghidu satu sama lain, tetapi tidak berkahwin. Gambar dari artikel yang sedang dibincangkan

Rajah. 5 Kebergantungan kebarangkalian menjadi hamil (sebagai peratusan) kehadiran gen biasa (dan oleh itu, protein) MHC dalam rangsangan kuda dan kuda (± 95% selang keyakinan). Gambar dari artikel yang dibincangkan

Ternyata kebarangkalian kehamilan tidak bergantung pada spermanya yang disemai pada kuda – kuda jantan yang berkaitan atau secara genetik jauh. Jarak genetik keseluruhan antara kuda dan rangsangan rangsangan (berdasarkan penanda mikrosatelit dengan 20 kromosom) tidak menjejaskan kebarangkalian ini. Hanya bilangan gen biasa (dan, oleh itu, protein) MHC dalam rangsangan kuda dan kuda jantan adalah penting: kurang keserupaan MHC, semakin besar kemungkinan kehamilan (Rajah 5). Tiada kebergantungan dapat dikesan dari penanda genetik lain.

Hasil yang sama juga didapati dalam eksperimen lain, contohnya, pada ayam (H. Løvlie et al., 2013). Pilihan wanita kriptium sperma dari sperma dari histocompatibility utama yang sama-sama dengan lelaki). Rupa-rupanya, dalam situasi seperti ini, mekanisme seperti ini berfungsi: wanita melihat isyarat MHC dari lelaki yang berdekatan dan "memutuskan" bahawa spermanya itu.Jadi, jika dia seorang saudara dekat, maka anda tidak boleh hamil. Iaitu, pilihan – untuk hamil atau tidak – dibuat di oviduk. Pilihan seperti rakan kongsi yang dibuat oleh wanita, bergantung kepada alam sekitar, bukan sahaja sebelum tetapi juga selepas mengawan (selepas sperma menembusi saluran genitalinya) dipanggil pilihan tersembunyi perempuan (pilihan wanita kriptik; lihat pilihan tersembunyi betina membantu jangkrik untuk mengelakkan lintasan yang berkaitan dengannya, " Elemen ", 04/03/2013). Pada hakikatnya, pilihan dibuat pada tahap endokrin. Dalam pelbagai kajian, didapati bahawa apabila ia adalah logik untuk menamatkan kehamilan (contohnya apabila seekor kuda berbau jantan relatif), rembesan prolaktin hormon ditindas, yang membawa kepada penolakan endometrium (lapisan dalaman rahim) dan tidak mungkin implan embrio.

Walau bagaimanapun, terdapat karya yang mencadangkan kewujudan mekanisme alternatif. Sebagai contoh, pada tahun 2015, para saintis telah secara genetik disenyawakan tikus dengan campuran sel-sel sperma dari individu-individu yang berkaitan dan tidak berkaitan (lihat R. C. Firman, L. W. Simmons, 2015. Interaksi gamet mempromosikan penghapusan bibir dalam tikus rumah).

Pada masa yang sama, sel telur hanya berinteraksi dengan sperma yang tidak berkaitan. Walaupun fakta bahawa molekul MHC ditemui pada spermatozoa, mekanisme pemilihan ini masih tidak diketahui.

Apa itu orang?

Meneliti pengiktirafan saudara-mara dan dijalankan ke atas orang itu. Oleh itu, ia telah berulang kali menunjukkan bahawa orang-orang, seperti kuda, lebih suka rakan-rakan secara genetik jauh (lihat berita Kesamaan gen nenek moyang, Elemen, 11/19/2015) boleh mempengaruhi pilihan pasangan perkahwinan dan mereka juga memberi tumpuan kepada protein MHC (J. Winternitz et al., 2016. Corak pemilihan pasangan yang bergantung kepada MHC pada primata manusia dan bukan manusia: analisis meta). Walau bagaimanapun, jika anda mencadangkan untuk memilih hanya dengan tanda-tanda luar, hasilnya menjadi sebaliknya: orang lebih suka rakan kongsi seperti mereka (Ketika memilih pasangan hidup, ia bergantung pada gen yang kita inginkan, tetapi bukan apa yang kita dapatkan, Elemen, 03.02.2012). Tetapi tidak diketahui dengan pasti sama ada ia dikawal oleh beberapa mekanisme tambahan dalam saluran alat kelamin wanita.

Dalam pengertian ini, satu kajian tahun 1992 sangat mendedahkan, di mana para saintis mengumpul data dalam komuniti Hutterite di Amerika Syarikat (yang berhijrah ke sana dari Eropah pada tahun 1870-an). Ini adalah komuniti tertutup yang tetapan keagamaannya tidak membenarkan kontrasepsi. Oleh itu, dapat diandaikan bahawa permulaan kehamilan pada wanita masyarakat hanya bergantung kepada faktor fisiologi dalaman. Para penyelidik menjalankan ujian genetik,mendedahkan kehadiran gen GKG biasa dalam pasangan suami isteri. Kemudian kami membandingkan data ujian dengan masa berlalu antara permulaan perkahwinan dan permulaan kehamilan. Ternyata pasangan suami-isteri yang mempunyai gen GKG biasa mempunyai kehamilan yang kemudian dan lebih banyak keguguran (C. Ober et al., 1992. Peningkatan kebolehupayaan dalam pasangan Hutterite yang berkongsi HLA-DR). Ini menunjukkan bahawa ada beberapa cara untuk seseorang mengawal permulaan kehamilan bergantung kepada hubungan dengan pasangan.

Sumber: D. Burger, S. Thomas, H. Aepli, M. Dreyer, G. Fabre, E. Marti, H. Sieme, M. R. Robinson, C. Wedekind. Histocompatibility major signaling sosial yang berkaitan dengan kompleks mempengaruhi kesuburan perempuan // Prosiding Royal Society B. 2017. DOI: 10.1098 / rspb.2017.1824.

Polina Loseva


Like this post? Please share to your friends:
Tinggalkan Balasan

;-) :| :x :twisted: :smile: :shock: :sad: :roll: :razz: :oops: :o :mrgreen: :lol: :idea: :grin: :evil: :cry: :cool: :arrow: :???: :?: :!: