Возникновение адаптивного иммунитета

Эволюция иммунной системы на фоне филогенетического дерева животных

Систематика и эволюция оболочников

Систематика и эволюция рыб

Две полногеномные дупликации как источник разнообразия паралогов

Синергичность компонентов адаптивного иммунитета создаёт проблемы с пониманием, как он мог возникнуть
Что возникло раньше, антитела или Т-клеточные рецепторы?
Что возникло раньше, Т-клеточные рецепторы или МНС?
Что возникло раньше, МНС I или MHC II?
Что возникло раньше, трансплантационный иммунитет, или презентация антигена?
Что возникло раньше, связывающая бороздка или механизмы загрузки антигенных пептидов?
По поводу чего уже есть консенсус:
Древнее всего генетические программы, регулирующие гематопоэз.
Гамма/дельта Т-клеточные рецепторы древнее, чем альфа/бета Т-клеточные рецепторы

Гипотеза Т. Boehm

Хрящевые рыбы
Костные рыбы
Птицы
Млекопитающие

Функции МНС I

Функции MHC II

Возникновение МНС I

Треска не имеет функционального набора генов молекул MHCII, и рецептора CD4

Это является результатом цепочки хромосомных перестроек, затрагивающих локус МНС

Рыбы, экономящие на Т-хелперной ветви

Химера Callorhinchus milii утратила CD4…

… и несколько цитокинов и транскрипционных факторов
(Venkatesh et al, Nature, 2014)
CD8 T cell
CD4 T cell

Роль рекомбиназ RAG
David Schatz, клонировал предска-занные Сакано и Тонегавой рекомбиназы

Возникновение RAG генов
После того, как группа Джона Маркелониса в 1994 году клонировала ген Rag1 акулы, на основании высокой степени идентичности белков RAG и различных бактериальных интеграз, казалось, что подтвердилась предложенная в 1989 г. гипотеза о горизонтальном переносе генов между первыми Челюстноротыми позвоноч-ными и некими бактериями. Ген Rag1 относили к семейству бактериальных интеграз INT, а ген Rag2 считали гомологом фактора интеграции в хозяина IHF.
John Мarchalonis 1941-2007

Однако гомологи RAG-генов нашлись после полного секвенирования генома морского ежа

Выяснилось, что гомологи RAG генов есть даже в геноме морского ежа Strongylocentrotus, однако отсутствуют во вчетверо меньшем геноме асцидии Cyona. Поскольку у морских ежей нет антител и механизма соматической рекомбинации, очевидно, что их рекомбиназы имеют какую-либо другую функцию.
Возникновение RAG генов у общего предка вторичноротых заложило основы для развития адаптивного иммунного ответа

RAG1 сходен с транспозазой Transib
из Kapitonov, Jurka 2005

Использование транспозона «в мирных целях»

Механизм переключения классов антител

Рецепторы врожденного иммунитета могли возникнуть из рецепторов NK-клеток

Rag-зависимая рекомбинация или конверсия генов?

Общая схема конверсии

Организация генов в кластеры или транслоконы
или

Организации генов в кластеры более примитивна

Для переключения классов снова важна цитидин-дезаминаза AID

Эволюция семейств цитидиндезаминаз