Разкрита е еволюционната загадка на молекулата на човешката имунна система
Имунната система „ заема “ протеин от различен биологичен развой, употребява го за свои цели и не го връща назад на първичната система, откриха учени. Изследователите са разкрили произхода на съединителната верига на имуноглобина (J-верига) – значима имунна молекула. Те са открили, че преди имунната система да го приспособява еволюционно, този протеин в началото е принадлежал към семейство гени, виновни за способността на белите кръвни телца да се движат из тялото. По този метод J-веригата в този момент извършва напълно друга функционалност – контролира антителата. Това изобретение може да има значими последствия за разбирането на имунната система и създаването на нови лечения.
Като имуноглобина и адаптивния имунитет, сходен на човешкия, J-веригата произлиза от челюстните гръбначни животни. Но произходът ѝ си остана мистерия след откриването ѝ преди повече от 50 години.
J-веригата сглобява и стабилизира двата типа антитела, наречени имуноглобин М (IgM) и имуноглобин А (IgA). Тя контролира структурата на тези антитела и подсигурява, че те се придвижват през лигавичните тъкани като червата, носната празнина и белите дробове, когато влизат в контакт с външната среда. Сега откривателите откриха, че J-веригата произлиза от CXCL хемокините. Towa e особено семейство протеини, които контролират способността на белите кръвни кафези да се придвижват в тялото. Движението, следено от хемокините, е жизненоважна функционалност на имунната система, само че наподобява, че J-веригата не се занимава с това.
Еволюционно новите гени постоянно се генерират от гени, които са физически ситуирани близо един до различен в хромозомата. Тези гени са склонни да останат групирани дружно, даже когато получават разнообразни функционалности. Местоположението обаче не е единственият решителен фактор при определянето на произхода. Еволюционната фамилност на гените може да се откри, когато два гена имат сходни нуклеотидни последователности или кодирани аминокиселинни последователности. Но при предходните проучвания не е открит нито един ген, който да има подобие в последователността с гена на J-веригата. Вероятно последователността на гена на J-веригата е била още в началото бързо изменена.
В началото учените са имали съмнение, че J-веригата е обвързвана с групата гени на секреторния калций-свързващ фосфопротеин (SCPP) заради сходния им заряд и равнища на аминокиселината пролин. Оказа се обаче, че SCPP и J-веригата не са свързани. Но гените от противоположната страна на J-веригата, надалеч от SCPP гените, имали връзки с J-веригата. Това са гените на хемокините CXCL.
Въпреки че CXCL хемокиновите гени и гените на J-веригата нямат сходни ДНК последователности, те имат някои общи характерности. Например броят на екзоните и етапите на интроните, които управляват основаването на протеини, са сходни и в двата гена. Освен това вторият екзон и на двата гена кодира една и съща поредност, известна като класическия трипептид цистеин-Х-цистеин. Дължината на трите екзона също е сходна.
Нито един различен ген, кодиращ производството на всички протеини, които могат да бъдат секретирани от клетките в човешкото тяло, не има и трите тези характерности. Но връзките сред цистеиновите молекули, кодирани от втория екзон на всеки ген, са разнообразни. Това значи, че хемокинът може значително да промени структурата си и да придобие нова функционалност.
Според екипа това проучване обезпечава на първо място фундаментално схващане на имунната система и обвързваните с нея гени. Откритието обаче може да способства и за създаването на нови лекувания, в това число персонализирани имунни отговори. В бъдеще откривателите възнамеряват да проучат дали хемокините могат да извършват и други функционалности, изключително в имунната система. Те имат намерение също по този начин да изследват гъвкавостта на структурата на хемокините и способността им да одобряват нови форми според от биологичните потребности.
