Обнаружен генный контроллер, обеспечивающий вариативность антител

Источник: visualscience.ru

Иммунная система обязана защищать организм от атаки чужеродных элементов — вирусов, бактерий, раковых клеток. Но иммунитет не может знать всех своих врагов «в лицо». Ведь их — великое множество, к тому же они способны эволюционировать. Распознание опасных гостей производится по белкам, находящимся на поверхности бактерий и вирусов. Эту работу выполняют антитела — они ищут чужеродные белки, взаимодействуют с ними и посылают сигнал об опасности другим иммунным клеткам. Самые распространенные из антител — молекулы иммуноглобулина G. Молекула состоит из нескольких полипептидных цепей, некоторые участки которых постоянны, а другие могут меняться.

Именно вариабельные части молекул отвечают за распознавание чужеродных белков. Раскрытие механизма синтеза этих участков давно интересует ученых. Известно, что каждый вариабельный участок содержит три сегмента V (variable), D (diversity) и J (joining), кодируемых разными генами. В момент синтеза иммунная клетка перебирает несколько сотен вариантов V-, D- и J сегментов, затем случайным образом выделяет и сшивает три сегмента. Общее количество возможных генетических комбинаций — около 100 млрд. Таким путем достигается высокая вариативность молекул иммуноглобулинов, не уступающая вариативности чужеродных белков. Причем вначале соединяются сегменты D- и J, и лишь затем добавляется сегмент V.

Ученые из Медицинского института Говарда Хьюза (США) предположили, что белок, определяющий последовательность сборки сегментов является гарантом разнообразия иммуноглобулинов. Исследователи нашли область, находящуюся в цепи ДНК между регионами, кодирующими D- и V-сегменты. Этот генетический контроллер связывает белок CTCF, служащий скрепкой между двумя участками ДНК. Часть цепи ДНК имеет вид петли с узелком из белка. В итоге область, ответственная за кодирование V-сегментов, изолируется от взаимодействия с областями D и J. Ученые выяснили, что мутация генетического контроллера вызывает резкое снижение вариативности антител. В ходе сборки к D-сегменту присоединяется не случайный ген из V-области, а тот, что находится ближе всего к D-области.