Согласно новому исследованию под руководством вычислительных биологов из Школы электротехники и информатики штата Пенн, резкое сокращение популяции млекопитающих из-за болезней или разрушения среды обитания приводит к снижению их иммунного ответа на заболевания.
Исследование
Исследование, [опубликованное](https://academic.oup.com/mbe/article/doi/10.1093/molbev/msaf152/8171519) в журнале Molecular Biology and Evolution, стало первым шагом учёных в анализе регионов ДНК млекопитающих, которые ранее были недоступны без современных биотехнологических вычислительных инструментов. Руководила исследованием Яна Сафонова, доцент кафедры информатики в Пенн-стейт.
«Гены влияют на то, как работает наше тело: у людей и животных есть генетическая предрасположенность к определённым заболеваниям на основе ДНК», — сказала Сафонова. Она объяснила, что, хотя у 46 исследованных млекопитающих одни и те же основные строительные блоки ДНК, их геномные последовательности сильно различаются. «Таким образом, даже если у нас есть похожий набор [генов](https://phys.org/tags/genes/), они различаются из-за вариаций в архитектуре ДНК».
Адаптивный иммунитет
В [иммунной системе](https://phys.org/tags/immune+system/) всё усложняется из-за так называемого адаптивного иммунитета. В отличие от недискриминационной защиты, которую иммунная система включает при первом намёке на инфекцию, адаптивный иммунитет относится к частям иммунной системы, которые изучают особенности патогена и разрабатывают антитела, точно нацеленные на него, если он вторгнется снова.
Антитела производятся из высоковариабельных «шаблонов» генов, закодированных в геноме, объяснила Сафонова, и эта изменчивость обеспечивает универсальные иммунные реакции через генерацию антител против разнообразных мишеней.
«Вопрос в том, как развился этот адаптивный иммунитет?» — сказала Сафонова. «Впервые мы проанализировали пять типов кластеров генов, которые контролируют различные аспекты производства иммунной системы — в частности, построение антител и рецепторов на другом типе иммунных клеток, известном как Т-клетки, — у 46 млекопитающих, чтобы лучше понять, как [генетическая изменчивость](https://phys.org/tags/genetic+variation/) может влиять на иммунную функцию».
Используя улучшенную версию вычислительного инструмента IgDetective, который Сафонова и её соавторы впервые разработали [в 2022 году](https://phys.org/news/2022-08-algorithm-antibody-genes.html), исследователи просканировали, выровняли и сравнили общедоступные последовательности ДНК 46 млекопитающих из 13 таксономических отрядов, таких как приматы, грызуны, летучие мыши, хищники и сумчатые, чтобы сделать выводы о том, как развивалась их иммунная система.
Генетические узкие места
Исследователи обнаружили, что снижение адаптивного иммунитета и возможная уязвимость к определённым заболеваниям среди млекопитающих, вероятно, были вызваны генетическими узкими местами: резким сокращением популяции в определённые периоды истории из-за таких факторов, как потеря среды обитания или болезни.
«Узкие места возникали в средневековье, когда человечество было опустошено различными болезнями, такими как Чёрная смерть, или когда животные страдали от широко распространённой [потери среды обитания](https://phys.org/tags/habitat+loss/) из-за лесных пожаров», — сказала Сафонова. «Виды, пережившие такие узкие места популяции, включают кошачьих, водных млекопитающих, тюленей, некоторых приматов и жвачных животных, которые приспособили особый желудок для переваривания жёстких растений».
Генетические узкие места приводят к ограниченному разнообразию генофонда у этих животных, объяснила Сафонова, что привело к возможному снижению адаптивного иммунитета.
«Наше исследование показало, что у видов, переживших сокращение популяции в прошлом, менее разнообразные адаптивные иммунные гены по сравнению с видами со стабильными популяциями», — сказала Сафонова. «Исследования показали, что виды с менее разнообразными иммунными генами генерируют менее универсальные адаптивные иммунные реакции. Если это правда, то нынешние узкие места популяции могут оказать негативное влияние на выживаемость видов в будущем».
Предоставлено [Пенсильванским университетом](https://phys.org/partners/pennsylvania-state-university/)
Другие новости по теме
- Здоровое, экологичное и вкусное питание: эксперты говорят о смешении белков
- Обнаружен механизм срабатывания «смертельной хватки» венериной мухоловки
- Мексиканский морской биолог подвергся нападению акулы у удалённого острова в Коста-Рике.
- Природные антимикробные препараты из пыльцы могут помочь защитить пчелиные колонии от инфекций
- Как обеспечить безопасность домашнего скота в условиях возвращения волков?
- Разнообразие подходов к управлению лесами способствует улучшению биоразнообразия, свидетельствуют реальные данные и виртуальные ландшафты.
- Понимание селективности растворённых веществ: как аквапорин 10.2 фильтрует мочевину и борную кислоту
- Исследование показывает, что дикие псовые предпочитают структурированные маршруты передвижения, в отличие от их собратьев из семейства кошачьих
- Обнаружен новый класс лекарств и ферментов с антивозрастными свойствами
- Растение сильфий превосходит кукурузу как устойчивая биоэнергетическая культура
Другие новости на сайте
- Исследование показало: изделия из слоновой кости с Леванта привозили из Эфиопии, а не из Египта
- Digital Science представляет Dimensions Research Security API
- Всё за одного, один за всех
- Стратегия добавляет 196 BTC, запасы превышают 640 000 биткоинов: следующая криптовалюта, которая взорвёт рынок — актуальные новости сегодня
- Стратегия добавляет 196 BTC: активы превышают 640 000 биткоинов
- Стратегия добавила 196 BTC: активы превысили 640 000 биткоинов
- Стратегия добавила 196 BTC, запасы превысили 640 000 биткоинов: актуальные новости о следующей криптовалюте, которая взорвёт рынок
- Стратегия добавляет 196 BTC, активы превышают 640 000 биткоинов
- 😱 Terminator 2D: NO FATE снова отложили! Новая дата выхода — 26 ноября 🚨
- Наблюдение коллективных осцилляций Блоха в одномерной системе бозе-газа