Imuninės sistemos evoliucija Ingrida Olendraitė Molekulinė biologija IV k. Vilniaus universitetas 2014 spalio 7d.
Jun 15, 2015
Imuninės sistemos evoliucija
Ingrida OlendraitėMolekulinė biologija IV k.
Vilniaus universitetas
2014 spalio 7d.
Turinys
• Bakterijų imunitetas• Augalų imunitetas• Gyvūnų imunitetas– Bestuburių– Stuburinių
• Bendra imuniteto evoliucijos apžvalga• Literatūros sąrašas
• 3,5 milijardai metų ir visos gyvybės formos.
• “Every single-cell organisms have heritable defense mechanisms, and every multicellular organism appears to have a comlex innate immune system” (Beutler, 2004).
Bakterijų imunitetas
• Turi adaptyvią imuninę sistemą• CRISPR
Augalų imunitetas
• Įgimta imuninė sistema– Atsakas į mikrobus – Atsakas į užkrečiamus faktorius
Neturi Naudojasi
• Judančių ląstelių
• Somatinės adaptyvios imuninės sistemos
• Įgimtas imunitetas kiekvienoje ląstelėje
•Sistematiniai signalai tarp infekcijos vietų
“Zigzag” modelis (kiekybinė augalų imuninės sistemos išraiška)
Šeimininko R genų ir patogeno efektoriaus ko-evoliucija
• as
Gyvūnų imunitetas
• Įgimtas imunitetas bendras visiems: bestuburiams , grybams, augalams
• Rodo bendrą milijonus metų trukusią kilmę ir evoliucinį konservatyvumą
• 1990 pirmą kartą ne žinduoliuose imuniniuose keliuose atrasti Toll-tipo receptoriai (TLR)
• TE : RAG – stimulas adaptyviam imunitetui• IGsf spėjamas protėvinis receptorius - CTX
šeimos narys• Dabar dėmesys: – genų persitvarkymo mechanizmams nėgėse ; – somatinei diversifikacijai moliuskuose.
Bestuburiai
• Vienaląsčiai geba atpažinti pašalines struktūras
• Skiriasi kompleksiškumo lygis, efektorinės molekulės
• Signalinimo kaskados• FREPs: N-gale IGsf domenas
• C. elegans :– Fizinis barjeras: antimikrobiniai ar virškinimo
baltymai • C. elegans fiziologinė apsauga priklauso nuo:– p38 MAPKinazių kelio– Programuotos ląstelės mirties– Insulino tipo receptorių
C.elegans p38 mitogeno-aktyvuotų baltymų kinazių kelias
Stuburiniai
• Adaptyvus imunitetas
• Viso genomo dublikacija
Žanduotieji Bežandžiai (angl. jawless)
Labai gausi Monofiletinė grupė
Hox genai Nėgės, miksinos
MHC
Stuburiniai
• Įgyjamas imunitetas – nuo kremzlinių žuvų– Ag-receptoriaus įvairovė – Limfocitai, TCR, MHC, RAG, genų konversija, spec.
limfoidiniai audiniai
– “Imuninis sprogimas” • genų dublikacijos? • RAG genų pertvarkymai
Stuburiniai
• Tioesterius galintys sudaryti baltymai (TEPs)– Opsonizacija– Evoliuciškai konservatyvu
• Įgimto ir adaptyvaus imuniteto koevoliucija– Nėgėse panašūs mechanizmai
Stuburiniai
• Limfocitai – stuburiniuose.– B ir T ląstelių dichotomija vištose
• B ląstelių tipai:– IgM ir IgZ/T (žanduotųjų žarnynas)– Kremzlinės: keletas Ig (IgM, IgS)– Nėgės: VLRB– Bežandės: ?
• TCR: αβ ir γς – žanduotieji• Kremzlinės – saviti TCR
Stuburiniai
• Hematopoetiniai audiniai– Žuvyse:
• +žarnos vamzdelis; inkstai; blužnis; • - limfmazgiai (Paukščiuose ir žinduoliuose)
– Kremzlinės: Leydig’o organas, stemplė, spiralinis vožtuvas
– Nėgės: žiaunų maišelis – thymoidai• Čiobreliaukė – Kortikalinė ir medularinė žonos- konservartyvu
• Visose žuvyse artima dendritinių ląstelių pozicija
Visi stuburiniai:
• Ig izotopai • TCR• Hematopoetiniai audiniai• Limfopoetinės struktūros• Antriniai limfoidiniai organai• Įv. kilmės TF, citokinai, IL
Imuniteto evoliucija gyvūnuose
Pirmnuonys: fagocitozė
Duobagyviai:leukocitai
Žuvys:čiobreliaukė,limfocitai, blužnisIgM, kaulų čiulpai
Reptilijos:limfmazgiai, MHC
Paukščiai: Fabricijaus maišelis, IgA
Žinduoliai:Tonzilės, apdeniksas, IgD IgE
Literatūros sąrašas
• Marraffini L., Sontheimer E. J., “CRISPR interference: RNA-directed adaptive immunity in bacteria and archaea”, Natural Review Genet., 11(3):181-190
• Villion M., Moineau S., “The double-edged sword of CRISPR-Cas systems”, Cell Research, 2012.
• Jones J. D. G., Dangl J. L., “The plant immune system”, Nature, reviews, vol 444, 323-328, 2006.
• Spoel S.H., Dong X., “How do plants achieve immunity? Defence without specialized immune cells”, Nature reviews: immunology, vol 12: 89-100, 2012.
• Flajnik M.F., Pasquier L.D., “Evolution of innate and adaptive immunity: can we draw a line?”, Elsevier, TRENDS in Immunology, vol.25, no.12, 640-645, 2004.
Literatūros sąrašas
• Cooper M.D., Alder M.N., “The Evolution of Adaptive Immune Systems”, Cell, leading edge review, 124: 815-822, 2006
• Schulenburg H., Kurz C.L., Ewbank J.J., “Evolution of the innate immune system: the worm perspective”, Imunnological Reviews, vol.198: 36-58, 2004.
• Boehm T., Iwanami N., Hess I., “Evolution of the Immune System in the Lower Vertebrates”, Annu.Rev, Genomics Hum. Genet., 13:127-149, 2012.
• Adomaitienė D., Janulevičiūtė N., Kazakevičius R., Vaičiuvėnas V., “Klinikinės imunologijos įvadas”, Šviesa, 2001.
Pristatymo pabaigaKlausimai