: 08.10.2025
Прохождение через «бутылочное горлышко» снижает иммунитет
Популярный среди ученых термин «бутылочное горлышко» подразумевает обеднение генофонда популяции при прохождении через фазу критически низкой численности. Это событие «аукается» виду еще долго, и, похоже, одной из страдающих систем является иммунная
Ситуация «бутылочного горлышка» складывается для популяции в результате действия экстремальных факторов, когда вследствие эпидемии, пожаров, изменения климата и других внешних или внутренних воздействий ее численность и генофонд (генетическое разнообразие) резко уменьшаются. Такое событие отмечено в эволюционной истории ряда млекопитающих, включая водных, кошачьих и жвачных, а также предков современных людей. И ключевое слово здесь – генетическое разнообразие.
Как известно, иммунная система млекопитающих имеет два основных звена: врожденное и приобретенное (адаптивное). Врожденный иммунитет срабатывает быстро, но обеспечивает лишь неизбирательную защиту: представляющие его различные иммунные клетки уничтожают патогены, используя фагоцитоз («пожирание»), выделяя токсичные вещества и активируя воспаление. Адаптивный иммунитет, представленный В- и Т-лимфоцитами, работает медленно, однако в результате в организме нарабатываются специфические, нацеленные на конкретный патоген белки-антитела, которые защищают и при повторном контакте.
Важнейшая часть адаптивного иммунитета – поверхностные белки (В- и Т-клеточные рецепторы) лимфоцитов, которые напрямую связываются и распознают «чужеродные» молекулы-антигены. И эти белки, в отличие от всех прочих, не полностью закодированы в геноме.
Структура рецепторов генерируется в отдельных B- и T-клетках непосредственно при их созревании, а сам процесс напоминает калейдоскоп. В клетках происходит случайная рекомбинация (перераспределение) сегментов генов, которая затрагивает также локусы, кодирующие части антител-иммуноглобулинов (IG), вырабатываемых В-клетками.
В результате образуется огромное разнообразие уникальных антител (в случае В-клеток) и поверхностных рецепторов Т-клеток (TR), которые пока не нацелены на распознавание определенных антигенов. Но это разнообразие служит залогом, что среди них обязательно окажутся такие, что специфически свяжутся с проникшим в организм «чужаком», дав начало развернутому иммунному ответу.
Чрезвычайное разнообразие антител и рецепторов Т-клеток – факт известный, при этом мы мало знаем о разнообразии кодирующих их генетических локусов и, соответственно, об эволюции адаптивного иммунитета.
Недавно группа исследователей из США под руководством специалистов из Университета штата Пенсильвания провели сравнительный анализ полноразмерных генетических последовательностей пяти типов локусов IG/TR у 46 видов млекопитающих из 13 таксономических отрядов, включая приматов, грызунов, летучих мышей и хищных, а также сумчатых животных. Ученые разработали методику описания разнообразия локусов IG/TR на основе уже имеющихся данных секвенирования («расшифровки») геномов этих животных.
Как выяснилось, у видов, которые прошли популяционное «бутылочное горлышко», чаще встречаются локусы IG/TR, образованные длинными массивами множественных повторов. Такие локусы характеризуются меньшим разнообразием генов, но большим покрытием мобильными генетическими элементами – так называемыми прыгающими генами. Последние, как считается, могут быть драйверами эволюции, участвуя в регуляции генов и способствуя перестройкам генетической информации.
Это наблюдение согласуется с известным фактом, что инбридинг (близкородственное скрещивание) при прохождении через «бутылочное горлышко» приводит к активации мобильных элементов и, в конечном итоге, к структурной трансформации генома.
Можно предположить, что виды с меньшим разнообразием локусов IG/TR обладают сниженной способностью к генерации высокого разнообразия иммунных ответов. Этим можно было бы частично объяснить межвидовые различия в сопротивляемости инфекционным болезням. И если это так, то современные виды, относящиеся к вымирающим или уязвимым, численность которых низка, в будущем могут столкнуться с проблемами адаптивного иммунитета, даже если с помощью человека им удастся пройти через нынешние «бутылочные горлышки».
Фото: https://easy-peasy.ai
Публикации по теме:
Предки человека в «бутылочном горлышке» среднего плейстоцена
: 08.10.2025 
