Российские и шведские молекулярные биологи обнаружили, что капские голые землекопы – исключительно долгоживущие грызуны – утратили в процессе своей эволюции часть генов из семейства CD1, отвечающих за распознавание различных патогенных бактерий Т-клетками. Это свидетельствует о серьезной перестройке архитектуры иммунной системы у этих животных.
Голые землекопы (Heterocephalus glaber) представляют собой безволосых подземных грызунов размером с мышь и весом 30-50 г. Еще полвека назад биологи заметили, что эти грызуны живут в десятки раз дольше, чем животные сопоставимых размеров, а также они почти никогда не страдают от рака. При этом голые землекопы практически не чувствуют боли, могут жить свыше 20 минут без кислорода, а их кожа не реагирует на многие едкие вещества.
Капские голые землекопы утратили в процессе своей эволюции часть генов из семейства CD1, отвечающих за распознавание различных патогенных бактерий Т-клетками, сообщила пресс-служба РНФ.
“Раскрытые нами факты подчеркивают уникальность иммунной системы голых землекопов. Вероятно, потерю части CD1-белков и естественных Т-клеток в иммунной системе голых землекопов компенсируют другие иммунные клетки – миелоидные клетки иммунной системы и иные типы Т-лимфоцитов, хорошо развитые у этих животных”, – пояснил научный сотрудник Института молекулярной биологии РАН (Москва) Алексей Замараев, чьи слова приводит пресс-служба РНФ.
Замараев и его коллеги совершили это открытие при изучении устройства генов из семейства CD1 у большого числа грызунов, в том числе обычных лабораторных мышей и крыс и их необычных родичей – капских голых землекопов. Такой набор участков ДНК отвечает за выработку белков, которые используются иммунитетом для захвата и распознавания большого числа жировых компонентов оболочек патогенных микробов.
USA TODAY NETWORK via Reuters Connect
Недавно ученые обнаружили, что в организме капских голых землекопов отсутствуют так называемые NK-клетки, отвечающие за уничтожение опухолевых клеток и ликвидацию зараженных вирусами и бактериями клеток. Для их развития необходим участок ДНК СD1d – один из генов семейства CD1, что породило интерес к изучению особенностей в устройстве и функционировании данных генов иммунной системы у землекопов и других грызунов.
Руководствуясь этими соображениями, российские и шведские ученые проанализировали структуру генов из семейства CD1 у семи видов грызунов и изучили устройство и функции кодируемых ими белков при помощи нейросети AlphaFold2. Оказалось, что число “рабочих” форм генов из семейства CD1 было очень разным у всех изученных грызунов (от 1 до 9). При этом ученые обнаружили, что голые землекопы, помимо гена СD1d, утратили и несколько других участков ДНК из семейства CD1.
Их отсутствие объясняет почему в организме голых землекопов нет NK-клеток, а также показывает, что эти грызуны пережили значительную перестройку иммунной системы, в ходе которой функции NK-клеток взяли на себя другие тельца. В частности, биологи предполагают, что эту роль могут исполнять гамма-дельта Т-клетки и макрофаги, которые вырабатывают примерно тот же набор рецепторов, как NK-клетки у других грызунов, и активно участвуют в очистке организма землекопов от “престарелых” клеток.