Immunomforschung
Offener Zugang

Abstrakt

Faktoren, die für die evolutionäre Entwicklung von Immunglobulin-Genloci wichtig sind

Michal Barak, Guy Eilat, Ron Unger

Hintergrund: Die außerordentliche Vielfalt, die das Antikörperrepertoire charakterisiert, wird sowohl durch die Evolution als auch durch die Entwicklung von Lymphozyten erzeugt. Ein Großteil dieser Vielfalt ist auf die Existenz von Gensegmentbibliotheken variabler Regionen von Immunglobulinen (Ig) zurückzuführen, die während der Evolution diversifiziert wurden und bei höheren Wirbeltieren zur Erzeugung der kombinatorischen Vielfalt von Antikörpergenen verwendet werden. Ziel der vorliegenden Studie war es, die folgenden Fragen zu beantworten: Welche evolutionären Parameter beeinflussen die Größe und Struktur von Genbibliotheken? Sind die Anzahl der Gene in Bibliotheken zeitgenössischer Arten und die entsprechende Genlocus-Struktur ein zufälliges Ergebnis der Evolutionsgeschichte oder wurden diese Eigenschaften im Hinblick auf die Fitness von Individuen oder Populationen optimiert? Wenn eine größere Anzahl von Genen oder unterschiedliche Genomstrukturen die Fitness nicht erhöhen, ist die aktuelle Struktur wahrscheinlich optimiert. Ergebnisse: Wir haben eine Simulation der Evolution von Genbibliotheken variabler Regionen verwendet. Wir haben die Auswirkungen verschiedener Parameter auf die Größe und Vielfalt von Genbibliotheken und die entsprechende Fitness gemessen. Wir haben kompensierende Beziehungen zwischen Parametern gefunden, die die Größe und Vielfalt von Ig-Bibliotheken optimiert haben. Schlussfolgerungen: Wir gelangen zu der Schlussfolgerung, dass die Ig-Bibliotheken heutiger Spezies durch die Evolution hinsichtlich der Ig-Sequenzlänge, der Anzahl und Diversität der Ig-Gene sowie der Antikörper-Antigen-Affinitäten optimiert wurden.