О сложности биологических систем

[shvarz]

Мы привыкли думать о том, что разнообразию микробов наша иммунная система противопоставляет разнообразие B- и Т-лимфоцитов, в которых существуют специальные системы, генерирующие разнообразие рецепторов распознающих микробов, так что практически каждая клетка несет уникальный рецептор. Но вот в этой статье показывается разнообразие клеток-киллеров.

Клетки киллеры (NK cells) постоянно сканируют все клетки организма и если обнаруживают что-то отличающее от нормы, то они выделяют в сторону подозрительной клетки специальные молекулы, которые делают в ней кучу дырок, а также запускают в ней программу самоубийства. Сканирование клеток производится специальными рецепторами на поверхности клетки киллера (KIRs). Их набор не идентичен у каждой клетки киллера даже внутри одного организма - разные клетки могут нести на своей поверхности разные наборы этих рецепторов. Между людьми они тоже изрядно отличаются - у разных людей могут быть разные наборы этих рецепторов, а также в одних и тех же генах могут быть мутации, изменяющие специфичность кодируемых рецепторов.

Это все было известно и раньше, но о реальном уровне разнообразия киллеров мы не знали. А в этой статье авторы использовали новый метод, который позволил им взять большое количество клеток у человека и посмотреть на набор рецепторов на каждой из них. В результате они обнаружили, что у каждого человека есть примерно от 6 до 30 тысяч разных "типов" клеток киллеров (каждый "тип" несет на свой поверхности уникальный набор KIR рецепторов). В группе из 17 человек (12 из которых не связаны родственно) они в целом насчитали больше 100 тысяч таких видов. Интересно, что даже у однояйцевых близнецов эти типы не идентичны (хотя и очень похожи), то есть их набор определяется не только генетическими факторами, а также возможно случаем, или тем, каких микробов они встретили за свою жизнь. Если верна вторая версия, то этот факт возможно получится использовать в создании вакцин.

Comments

[alien3.livejournal.com]

Сложно и интересно.

[shvarz.livejournal.com]

Очень горячая тема последние год-два. Народ спорит, есть ли память у NK клеток или нет. Я скорее склоняюсь к тому, что "есть, но плохая" :), но я не специалист в этой области.

[mancunian.livejournal.com]

Как вообще такая феноменально сложная система получилась "из ничего"? Невозможно же поверить.

[shvarz.livejournal.com]

Что значит "из ничего"?

[mancunian.livejournal.com]

Ну, из примордиального бульона.

[shvarz.livejournal.com]

Эта система не возникла из примордиального бульона, она образовалась в процессе миллиардов лет эволюции.

[mancunian.livejournal.com]

И кто-то понимает, как именно это произошло или это вопрос веры? Мне вот лично как-то проще поверить в инопланетян, которые прилетели на Землю и создали биороботов, чем в эволюцию, результатом которой стала такая сверхсложная клеточная фабрика.

[shvarz.livejournal.com]

Что значит "как именно"? Мы знаем основыне механизмы эволюции и на основании существующих организмов мы можем с неплохой достоверностью расставить промежуточные стадии в формировании конкретно этой системы.

[emuzychenko.livejournal.com]

Почитайте "Слепой часовщик" Докинза - он там рассказывает о своих опытах по компьютерному моделированию эволюционных процессов. Он сам удивлялся тому, что даже при минимальном количестве параметров за весьма небольшое количество поколений получались чертовски интересные конструкции, которые изменялись очень похоже на изменение некоторых известных видов жизни.

А лучшим доказательством эволюции как раз является эта самая сверхсложность, поскольку, при наличии развитого разума, многое можно было бы сделать гораздо проще, и при этом надежнее.

[vasja-iz-aa.livejournal.com]

пусть так. но это просто меняет формулировку вопрос на возможность эволюции инопланетян из инопланетного бульона

[bookworm-the.livejournal.com]

окай
а кто иных планетян-то создал?
еще более иные планетяне? %)

[imbg.livejournal.com]

это приблизительно так же, как развился большой город - с WiFi бесплатным и километрами оптоволоконных проводов под тратуарами - из одной избушки на берегу речки.

[d-kishkinev.livejournal.com]

Offtopic но в той же линии.

Слышали ли вы что-нибудь об induced hypermutation в соматических клетках исключая B cells где это известно и показано )AID и hypervariable участки)? Меня это с точки зрения эволюции интересует. К примеру, встречается организм с токсином, закупоривающим натриевый канал в нейронах, и ему можно страдать от токсина и ждать, когда случайные точечные изменения в генах натриевого канала уменьшат аффинность токсина к закупорке, а можно ускорить мутации по всему геному или в конкретных генах чтобы сопротивляться токсину, но если так, то может ли это быть через механизм, похожий на то, что происходит в иммунных клетках? Я не очень знаком с этой литературой.

[shvarz.livejournal.com]

"По всему геному" бывает у бактерий (SOS response). Про отдельные участки не слышал никогда.

[d-kishkinev.livejournal.com]

Всё равно спасибо. Про SOS response (как термин) не слышал. Знал лишь, что бактерии при стрессе иногда демонстрируют induced hypermutation. Про отдельные участки - это же у B cells in hypervariable regions чтобы иммуноглобулинную аффинность менять, нет?

[shvarz.livejournal.com]

У B клеток конечно, мне показалось вы спрашиваете про "что-либо еще, кроме B клеток". Кроме них ничего не знаю.

[d-kishkinev.livejournal.com]

Понятно. Я имел в виду кроме B cells. Это было бы красиво - ускоренная эволюция. Но не всё что было бы красиво реально существует :)

[shvarz.livejournal.com]

Можно, наверно, попробовать создать подобные системы искуственно. Сигналы, направляющие RAG и прочее на BCR мы знаем, можно их встроить в какие-нибудь другие белки, и активацию настроить на какой-нибудь стрессовый сигнал.

[misha-makferson.livejournal.com]

Ну может ещё найдут. Нашли же конан-бактерию чудовищно устойчивую к воздействию радиации. И эта история с бактериями использующими мышьяк вместо фосфора которая я так и не понял чем кончилась.

[ilia-yasny.livejournal.com]

Верно кто-то сказал, что однородная популяция клеток может состоять только из одной клетки. Я подробно статью не читал, но кажется, что говорить о 6-30 тысяч "популяций" непродуктивно. Популяция предполагает все-таки более крупную кластеризацию. А на мелком уровне говорят о клонах.
А видели вот этот обзор ДК? http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/22732734
Очень полезный оказался.

[imbg.livejournal.com]

Егор, ты даже не представляешь на сколько вовремя подсветил мне эту статью! Спасибо )

[shvarz.livejournal.com]

Я хорошо знаю последнюю авторшу, могу законнектить если надо.

[imbg.livejournal.com]

посмотрим, спс.
У меня как раз тут все уперлось, что какой-то странный пул NK у больных выключается. В свете этой статьи это имеет смысл теперь