Evolutsiooniline bioloogia: teadlased lahendavad teemaksu retseptori mõistatust

Evolutsiooniline bioloogia: teadlased lahendavad teemaksu retseptori mõistatust
Evolutsiooniline bioloogia: teadlased lahendavad teemaksu retseptori mõistatust
Anonim

Mõte maksuretseptorite esivanemate funktsioonide kohta on lahendatud. Rohkem kui 25 aastat on meditsiini ja bioloogia teadlased uurinud teemaksuretseptoreid, avastades ühelt poolt immuunkaitse funktsioone ja teiselt poolt arengubioloogiat. Kieli ülikooli (Saksamaa) uurimisrühm teatab nüüd, et teemaksu retseptorid on peamiselt aidanud tuvastada mikroobe ja kontrollida organismide bakterite koloniseerimist – tüüpilisi immuunkaitsefunktsioone.

Uuring avaldati nüüd ajakirjas Proceedings of the National Academy of Sciences ja see mõjutab inimeste meditsiiniuuringuid.

„Knidariaate uurides suutsime näidata, et maksuretseptorid on immuunkaitsesse kaasatud juba selles evolutsiooniliselt vanas rühmas ja et cnidarid võivad seetõttu olla inimese immunoloogiauuringute mudelorganismid,“ütleb Thomas Bosch. Projekti juhtis Kieli ülikooli zooloogiainstituut. Teemaksuretseptoreid leidub nii paljudel loomaliikidel kui ka inimestel. Cnidarid on mugavad uurimisobjektid, kuna nad elavad tavalises akvaariumis, neil on lihtne genoom ja neid saab hõlpsasti katsetes uurida. nad elavad inimestega võrreldes koos väheste bakteritüüpidega. Kuna paljusid meditsiinilisi fundamentaalseid uurimisküsimusi ei saa eetilistel ja praktilistel põhjustel otse inimestel uurida, saab nüüd läbi viia fundamentaalseid teemaksu retseptorite uuringuid hoopis knidaritega.

Kahe Nobeli preemiaga, mis on pühendatud lähiajaloos teemaksude retseptorite uurimisele, on teema osutunud teaduse ja ühiskonna jaoks väga oluliseks.1985. aastal avastati esmakordselt niinimetatud teemaksuretseptorid kui äädikakärbse (Drosophila melanogaster) embrüonaalse arengu võtmetegur. Nende leidude eest pälvisid Christiane Nüsslein-Volhard, Edward Lewis ja Eric Wieschaus 1995. aasta Nobeli meditsiiniauhinna. Teemaksuretseptorid pälvisid teaduses taas suurt tähelepanu, kui teadlased avastasid uue funktsiooni: nii äädikakärbes kui ka selgroogsetel loomadel – evolutsiooniliselt putukatest palju noorematel – aitas teemaksuretseptor tuvastada mikroobe. Bioloogid Jules Hoffmann, Bruce Beutler ja Ralph Steinmann said 2011. aastal nende hämmastavate tulemuste eest meditsiini romaaniauhinna.

Teaduslikult oli järgmine küsimus: milline funktsioon – embrüonaalse arengu reguleerimine või immuunkaitse – oli evolutsioonis esimene? Selle mõistatuse lahendamiseks uurisid Kieli ülikooli teadlased koostöös Max-Plancki evolutsioonibioloogia instituudiga Plön evolutsiooniliselt väga vanas rühmas, cnidarias, kes on eksisteerinud juba üle 600 miljoni aasta, teemaksu retseptorite funktsiooni.Teadlased võrdlesid Hydra perekonna tavaliste ja geneetiliselt muundatud polüüpide haigestumust ja bakteriaalset kolonisatsiooni. Uuringu tulemusel saadi tugevaid tõendeid teemaksu retseptorite immunobioloogilise toimimise kohta, mis viitab sellele, et teemaksu retseptori arengufunktsioonid on iseloomulikud putukatele, kes on evolutsiooniliselt palju nooremad.

Populaarne teema