Autor prezentace: RNDr. Petr Šíma, CSc.
Horizontá
orizontální pĜenos genetické informace
informace
vznik evoluþních novinek, adaptivní imunity a syncytiální
placentace
„Stale paradigms are held like religious
beliefs.”
Petr Šíma
Sektor imunologie a gnotobiologie
Mikrobiologický ústav v.v.i.
v v i AV ýR,
ýR Praha
„Stará paradigmata pĜetrvávají jako þlánky víry.“
Langman R. E., Cohn M.
Terra firma: a retreat from ´danger´
danger .
J. Immunol. 157, 4273-4276, 1996
„Why is the molecular biology so
unified?“
ý 1
ýást
Horizontální
H
i
tál í pĜenos
Ĝ
vk
koevoluci
l i
živých organismĤ
„Proþ je molekulární biologie tak jednotná?
jednotná?“
vznik synologních genomĤ
M. Syvanen
Horizontal gene transfer: evidence and possible consequences.
Annu. Rev. Gen. 28, 237-264,1994
Pozitivní mezidruhové vztahy a interakce
Negativní mezidruhové vztahy a interakce
(symbioza sensu De Barry 1879)
(symbioza sensu De Barry 1879)
typ symbiozy
NEUTRALISMUS
vzájemný vztah
bez ovlivnČní
PROTOKOOPERACE volný, nezávislý
vzájemný prospČch
MUTUALISMUS
KOMENZALISMUS
(epizoonti epifyti)
(epizoonti,
vektory
atraktanty
alomony
sinomony
kairomony
závislý,
j
ý prospČch
p p
vzájemný
dtto
volný,
prospČch jen pro jednoho
dtto +
feromony
typ symbiozy
vzájemný vztah
vektory
AMENZALISMUS
(antibioza, alopatie)
negativní vliv až
zniþení jednoho
organismu
KOMPETICE
vzájemný
j
ý negativní
g
dtto
vliv až zniþení obou dtto
PARAZITISMUS
útok na organismus
g
fakultativní, obligatorní, patogenita, virulence
(ekto-, endo-, hyper-)
Autor prezentace: RNDr. Petr Šíma, CSc.
PREDACE
zabíjení pro potravu
inhibitory
toxiny
fytoncidy
antibiotika
deterenty
repelenty
dtto
PAI
?
Historie endosymbiotické myšlenky
Historie endosymbiotické teorie
(19. století)
((20. století,, K. S. Merežkovskij)
j)
1867 S. Schwendener
ppodvojnost
j
lišejníkĤ:
j
houba otrokáĜsky
y vykoĜisĢuje
y
j Ĝasu
1873 J. Reinke
podvojnost lišejníkĤ: houba a Ĝasa vytváĜejí konzorcium
1879 A. De Bary
symbioza
bi
j k biologická
jako
bi l i ká koncepce
k
1883 A. F. W. Schimper
p
chloroplasty byly kdysi volnČ žijící bakterie
1889 H. Spencer
pĜi symbioze jde o komunistickou dČlbu práce
1893 S. Watase,, 1904 T. Boveri
symbiotický pĤvod bunČþného jádra
1905 „Nová evoluþní transformace se vyskytne, dojde
dojde-li
li k
integraci dvou nebo více jednoduchých, fylogeneticky
odlišných organismĤ.“
(Th Nature
(The
N t
andd origin
i i off Chromatophores
Ch
t h
in
i the
th Plant
Pl t Kingdom)
Ki d )
1909 termín „symbiogeneza“
1920 symbiogenetická teorie
„Navrhuji novou teorii o pĤvodu organismĤ, která
spoþívá na základČ faktĤ, že fenomén symbiozy hraje
v evoluci vĤdþí úlohu,
úlohu navrhuji novou teorii
teorii,
Teorii symbiogeneze.“
( h Plant
(The
l as a Symbiotic
S bi i Complex)
C
l )
Autor prezentace: RNDr. Petr Šíma, CSc.
Historie endosymbiotické teorie
(20. století
(20
století, koneþné uznání)
1918 P. Portier, 1927 I. E. Wallin
mitochondrie jsou pĤvodnČ bakteriální endosymbionti
(Symbioticism and the Origin of the Species)
1927 F. Griffith
transformace u bakterií
1944 A. Avery
y
transformace u bakterií zprostĜedkovává DNA
1971 L. Margulisová
g
„Symbiosis and evolution“
(Scientific American)
1977 C
C. R
R. Woese
Woese, G
G. E
E. Fox
rRNA z mitochondrií a chloroplastĤ je více bakteriální, než
eukaryotická
(Phylogenetic structure of the prokaryotic domain: the primary
kingdoms. Proc. Natl. Acad. Sci. USA)
Historie horizontálního pĜenosu genĤ
do roku 1988
horizontalní pĜenos genĤ pĜispívá jen málo nebo vĤbec nic do
genomu bakterií
b k ií
1988 P. Beltran
1989 S. Sawyer
1990 R. Milkman, M. M. Bridges
Escherichia coli a Salmonella typhimurium mají mozaikové
chromosomy, sdílejí 90% velmi pĜíbuzných genĤ
(pouze 10% genĤ S. typhimurium kóduje funkce, které u E. coli
nejsou)
2002 N. Kondová
11 ggenĤ Wolbachia v ggenomu brouka Callosobruchus
2002 F. Bushman
„Eukaryotické genomy obsahují geny plovoucí v moĜi
retrotranspozonĤ.“
t t
Ĥ“
(Lateral DNA transfer, Cold Spring Harbor, NY)
Endosymbioza jako rozsáhlý fenomén
Cesty pĜenosu biologické informace
jejím prostĜednictvím dochází mezi taxonomicky nepĜíbuznými druhy k
výmČnČ
vertikální pĜenos
GENETICKÉ INFORMACE
Fúzí celých genomĤ
Inzercí menších oblastí genomu
Inzercí jednotlivých genĤ
I
Inzercí
í þástí
þá tí genĤ
Ĥ (nukleotidĤ)
( kl tidĤ)
Vektory
Mechanismy
viry, volné NA, PAI, transpozony (plazmidy)
pĜímá transformace, konjugace,
NEGENETICKÉ INFORMACE
Vektory a mechanismy neznáme (elicitory, feromony hormony...
vnitĜní
výluþnČ v zárodeþné linii
selekce benignity, evoluce mutualistĤ (napĜ. plastidĤ)
horizontalní (laterální) pĜenos
z vnČjšku
patogenita, invazivita, virulence
vnitĜní
mezibunČþnČ pĜes ECM
ECM, mezi organelami
PĜenos je podmínČn: - replikaþní schopností samotného vektoru
v nukleárním replikaþním aparátu hostitele
- adaptaþní kapacita vektoru odolat selekþnímu
tlaku
Biota planety ZemČ – dva svČty
Dominantní biota v prekambriu a fanerozoiku
prekambrium
fanerozoikum
3 miliardy let (85%)
rostliny
houby
prokaryota
mikroskopická
jednobunČþná, koloniální
anaerobic/aerobic
asexuální
živoþichové
Eukaryota
y
Archebakterie
Eubakterie
Viry
600 milionĤ let (15%)
viroidy
retroviry
retrotranspozony
retrointrony
retroplazmidy
retrony
eukaryota
megascopická
mnohobunČná
aerobní
sexuální
metazoa
jednobunČþná eukaryota
první fosilie
DNA svČt
þas
4,5
RNA svČt
þas
reverzní transkriptáza
3,5
1,8
rychlost evoluce: hypobradytelická
t p evoluce:
typ
e ol ce:
stáze
stá e
1,1
0,6 kambrium
horotelická
vymírání/radiace
mírání/radiace
Autor prezentace: RNDr. Petr Šíma, CSc.
Prebiotická ZemČ
PĤvod a cesty pĜenosu genetické informace pĜi
vzniku eukaryot
Horizontální pĜenos mezi bakteriemi
Úloha ostrĤvkĤ patogenity (PAI) v evoluci patogenních bakterií
þas
rostliny
živoþichové
houby
Synecococcus
Thermoplasma
p
Spirochaeta
Paracoccus
Fanerozoikum
PAI: sled distinktních ggenĤ kódujících
j
virulenci na bakteriálním
chromozomu
pĜenášejí komplex virulentních vlastností na pĜíjemcovskou
bakterii
vestavují se do chromozomu stejným mechanismem
plastidy
nukleocytoplazma
y p
Prekambrium
mitochondrie
undulipodie
EUKARYOTA
PROKARYOTA
EUBACTERIA
ARCHAEA
Archeozoikum
vestavují se v chromozomu na místa integrace profágĤ
PAI pĜedstavují mobilní elementy,
které pĜijaly výhodné
mechanismy fágové integrace
Autor prezentace: RNDr. Petr Šíma, CSc.
OstrĤvek patogenity (PAI)
A co takhle strávit nČjaký þas na malém, krásném ostrĤvku patogenity?
PĜíklady PAI
Escherichia coli PAI-I, PAI-II (70,102kb):
kóduje hemolytickou aktivity, hemaglutinaþní rezistenci, virulenci u
myší
Lokus LEE E. coli (locus of enterocyte effacement, 35kb):
zpĤsobuje degradaci bunČþných struktur stĜevních bunČk (prĤjmy)
Yersinia pestis (102kb):
kóduje pigmentaci, cytotoxicitu, bunČþnou adherenci
Salmonella typhimurium (40kb):
vyvolává invazivitu (vstup bakterií do bunČk stĜevní výstelky)
PĜíklady horizontálního pĜenosu u
archebakterií
fylogeneticky vzdálený pĜenos
Archaebacteria – gen pro nitrogenasu Fe-proteinu
Halobacterium – gen pro superoxiddismutasu
PĜíklady horizontálního pĜenosu u eubakterií
Geny Salmonella
GENOVÉ
É KAZETY
PRO
sérotypy
enzym sialidasu (nanH)
celY
lY gen
fimbrie
kapsuly
enzym amidasu
PģVOD
ģ
Z
Clostridia
Clostridia
E i i chrysathemi
Erwinia
h
th i
Bacterioides nodosus
Haemophilus influenzae
Brevibacterium
Cesty pĜenosu biologické informace
AGORANOM
Biologická informace
Virová
Bakteriální
Eukaryotní
RNA, DNA
nukleoproteiny
proteiny (priony)
neproteinové (elicitory)
jiné?
EKONOM
STRUKTUROM
organely
HEGEMON
+
cytoskeleton
GENOM
PROTEOM
+
neproteinové reakce
Autor prezentace: RNDr. Petr Šíma, CSc.
PĜíklady horizontálního pĜenosu u eukaryot II
GENOVÉ SEKVENCE
PĜíklady horizontálního pĜenosu u eukaryot I
GENOVÉ SEKVENCE PěENESENÉ
PģVOD Z
Enzymy
isomerasu (gpi)
E. coli
Clarkia undulata
Entam. histolytica
y
pprokaryot
y
Fe dismutasu ((FeSOD))
aldolasu
kvasinky
E. coli
xylanasu
Ruminococcus houby
dehydrogenasu glycerald. E. coli
Anabaena
(eukaryot)
Jiné
cytochrom
t h
c
A bid i thaliana
Arabidopsis
th li
h b
houby
thioredoxin
rostlinyy
bakterie
elongaþní faktor (TufA)
A. thaliana
A.endosymbiont
ribozomální proteiny
L21, L22
rostliny
r. endosymbionti
Rodiny genĤ pĜenesených horizontálnČ kódujících
PģVOD Z
syntézu
Bezobratlí
P faktor (Drosophila)
Proctolaepus (roztoþ)
metabolismus
t b li
Obratlovci
(opakující se DNA sekvence)
DNA
intermediární
energetický
mastných kyselin, fosfolitidĤ, degradace proteinĤ
SINE
retroviry,
y, chobotnice
LINE
Äedes (komár)
Short INterspersed Elements
Large INterspersed Elements
aminokyselin
kofaktorĤ, prostetických skupin, pĜenašeþĤ
proteinĤ
nukleotidĤ
regulaþní funkce
transkripce
transport proteinĤ
Autor prezentace: RNDr. Petr Šíma, CSc.
Evoluþní modifikace genomĤ
Ch kt genomĤ
Charakter
Ĥ živých
ži ý h organismĤ
i Ĥ
vertikální
homologní
g
pĜenos genĤ
ýást 2
horizontální
GENOMY
H i
Horizontální
tál í pĜenos
Ĝ
v evoluci
l i
xenologní
g
paralogní
(duplikace)
zmČny genomu na
ú
úrovni
i vlastních
l t í h genĤ
Ĥ
synologní
Mutace
Duplikace
Inverze
Tandémové duplikace
Transpozice
þelistnatcĤ
zmČny genomu
cizímí
i í í geny
Viry
Volné NA
PAI
Transpozony
vznik adaptivní imunity
LUCA
Last Common Universal Ancestor
Poslední spoleþný pĜedek
Evoluþní inovace þelistnatých obratlovcĤ
„One of the great events of revolutions in the
history
hi
t
off vertebrates
t b t was appearance off the
th jaws.”
j
”
„Jednou z nejpĜevratnČjších událostí v evoluci obratlovcĤ byl
vznik þelistí.“
•
•
þelisti
adaptivní imunita
lymfoidní tkáĖ
molekuly nadrodiny imunoglobulinĤ
genetický mechanismus kódující Ig rekombinaci
E. H. Colbert
Evolution of the vertebrates. A history of backboned animals
through time
time. NY,
NY 1969
Pyramida molekulárnČ-strukturálních základĤ
adaptivní imunity
Co bylo dĜív?
Základní tČlní plán þelistnatcĤ
evoluþní dĤsledky
y
Taxon
morfofunkþní pĜedpoklady pro adaptivní imunitu
Deuterostomia
BuĖky
Orgány
Molekuly
PĜirozená, neadaptivní imunita, nepĜítomnost RAG
Echinodermata
lymfoidní
axiální o.
o
Ig
Protochordata
dtto
?
Ig
Chordata
dtto
stolon
?
Agnatha
dtto
tyflosolis
Ig
Adaptivní imunita
Retrotranspozony?
Infekce?
Gnathostomata
Inkorporace RAG
do lymfocytární
bunČþné
linie
lymfocyty
inovace tČlního plánu
þelisti
Autor prezentace: RNDr. Petr Šíma, CSc.
thymus
GALT
“The new abilityy to bite and swallow food
f
byy
animals with the jaw would have caused
increased frequency of physical injuries in
the wall of digestive tract (oesophagus,
stomach and intestine) of those primitive
jawed fishes,
fishes which eventually led to the
development of adaptive immunity.”
Ig
RAG
Vznik genĤ aktivujících rekombinace Ig
(
(Recombination
Activation Genes - RAG1,, RAG2))
cca 450 milionĤ let
-prĤnik
p
ppatogenu
g
do genomu
g
horizontálním ppĜenosem
-integrace mobilní genové kazety (transpozonu)
do genu kodujícího formaci Ig domén (Ig, TCR, NAR)
charakteristiky RAG1 a RAG2 dokazující horizontální pĜenos
-nepĜíbuzné sekvence genĤ, tČsnČ vázané
-typ štČpení jako u transpozice DNA pĜi integraci retrovirĤ
-rozpojování a spojování DNA transesterifikací jako
u mobilních elementĤ
-RAG a HIV integrasy využívají pĜi štČpení DNA
molekulu alkoholu namísto vody
E Anderson,
E.
A d
T.
T Matsunaga
M t
1994,
1994 1996
PrĤkazy rekombinaþních signálních sekvencí (RSS)
1979
podobnost zárodeþné struktury genĤ pro antigenní
receptory a strukturou prokaryotních transpozonĤ
(S k
(Sakano
ett al.)
l)
1989
identifikce 18kb fragmentu aktivujícího V(D)J
rekombinaci Ig u myší
(Schatz et al.)
al )
1990
Identifikce dvou tČsnČ vázaných genĤ RAG1, RAG2
uvnitĜ
itĜ fragmentu
f
t
1993
charakterizace aktivních oblastí RAG
exprese RAG1, RAG2 pouze v lymfocytech
RAG1 80% identity
RAG2 55% identityy
mezi pĜíþnoústými a savci
Autor prezentace: RNDr. Petr Šíma, CSc.
PĜíklady podobnosti RAG a DNA transpozonĤ
pĜenášených
p
ý formou vlásenkových
ý meziproduktĤ
p
((„hairpin
p
Rozdíly RAG
intermediates“)
Vlásenkové kódující koncové struktury vznikající pĜi V(D)J
rekombinaci Ig pĜedstavují neobvyklé DNA meziprodukty a
jsou charakteristické pro:
• RAGy byly jako souþást ancestrálního transpozonu
náhodnČ vestavČny do zárodeþné linie prvotních
þelistnatcĤ
Integrasu HIV
Integraþní faktory Escherichia coli
Rostlinné transpozony Ac Ds; Tam3
Transpozon hobo Drosophila
Transpozon Ascot-1 Ascobolus immersus
(houba)
Hi invertasu
Hin
i
t
S l
Salmonella
ll
• RAGy se exprimují pouze v lymfoidní ĜadČ
Hierarchie transkripþních faktorĤ urþujících diferenciaci
krevních bunČþných
ý Ĝad u þelistnatcĤ – úþast RAG
Fli-1, Flk-1, Gata-2
Lmo-2, SCL
Gata-1, Gata-2
hemangioblast
vaskulární
Ĝada
Gata-11
Gata
erytroidní
Ĝada
PU 1
PU.1
myeloidní
l id í
Ĝada
hemopoetická
kmenová buĖka
RAG
Gata-3, Sox-4
Tcf-1
T buĖky
Scl, Gata-2
Scl, cc-Myb
Myb
Ikaros
Ikaros
Ik
kl
klan
Ikaros, Aiolos, Helios
E2A, Pax-5
PU.1
B buĖky
NK
buĖky
TERMINÁLNÍ DIFERENCIACE
• Rag1 a RAG2 vykazují malou podobnost jak k jakékoliv
známe
á
sekvenci,
k
i tak
t k vĤþi
Ĥþi sobČ
bČ
RAG
RAG
Evoluþní následky pĜijetí RAG do genomu
lymfocytární bunČþné linie
1 Vznik nových genĤ
1.
genĤ, z nichž se vyvinuly geny
pro pĜeskupování Ig a TCR oblastí
2. Vstup transposasy RAG umožnil somatickou
rekombinaci
k bi
i tČchto
tČ ht genĤ
Ĥ kódujích
kód jí h rozmanitost
it t
bunČþných povrchových receptorĤ
3. Vznik hierarchizované regulace omezující
pĜeskupovací
Ĝ k
í procesy pouze na urþitou
þit
bunČþnou linii (lymfocyty)
Evoluþní význam RAG1 a RAG2
„Two
Two outcomes of this fortituous jumping of a
primordial gene casette into a primitive vertebrate
genome could ultimately have led to the creation of
our combinatorial immune system.“
„Tyto
„
yto dva odvá
odvážné
né ppĜeskoky
eskoky primordiální
p imo diální genové kazety
ka ety do
primitivního genomu obratlovcĤ vedly nakonec ke vzniku
našeho kombinatorního imunitního systému.“
ýást 3
Horizontální
H
i
ál í pĜenos
Ĝ
v evoluci
l i
þlovČka
vznik syncytiotrofoblastu
J. D. Hansen, J. F. McBlane
Recombination-activating genes, transposition, and the lymphoidspecific combinatorial immune systém: a common evolutionary
p Microbiol. Immunol. 248,, 11-135,, 2000
connection. Curr. Top.
Autor prezentace: RNDr. Petr Šíma, CSc.
Co jsou retroviry
1970
H. Temin, D Baltimore
objev revezní transkriptasy (RT)
RNA viry infikující eukaryota
(nádorové viry, virus HIV)
obsahují RT, reverzní transkriptasu
(RNA dependentní DNA polymerasu)
y
p retrovirové infekci je
pĜi
j virová RNA pĜepisována
p p
RT
do komplementárního ĜetČzce DNA
Výskyt genĤ pro reverzní transkriptasu (RT)
Ĝíš
Ĝíše
výskyt
ý k t RT
pĤvod
Ĥ d
0
výjimka Methanosarcina
?
E b t i
Eubacteria
33%
eukaryotický
k
ti ký
Eukaryota
až 100 %
(20-500 000 kopií/genom)
eukaryotický
Archaea
Genomy rostlin a živoþichĤ obsahují více jak 50%
retrotranspozonových
t t
ý h genových
ý h sekvencí
k
í
Autor prezentace: RNDr. Petr Šíma, CSc.
Lidský genom: více než 45% pĜenesených elementĤ
MIKROFLÓRA GIT
cca 500-1000 druhĤ
plocha GIT 300-400
300 400 m2
10 bakterií/1 eukaryontní buĖku tČla; cca 1 000 g
Mobilní genetické elementy jsou dynamickou a významnou þástí naší
evoluþní historie
DNA transpozony
LTR retrotranspozony
Non LTR retrotranspozony (LINE
Non-LTR
(LINE, SINE)
L1 retroelementy (17%)
digesce
1.5-2.0
1.5
2.0 kg potravy + 330g enterocytĤ/24 h
obnova 5,5.106/min
pĜínos
Ĝí
energie
i mikrobiotou
ik bi t 10%
genetický potenciál mikroflóry
þlovČk: 20 000-25 000 genĤ
bakteriální mikroflóra: 300 000 genĤ
prĤmČrný denní pĜíjem DNA 0,6 g
Endogenní retroviry (ERV)
StabilnČ dČdČné kopie integrovaných retrovirových
provirových struktur
PĜítomné v genomu všech obratlovcĤ
S
Stopy
zanechané
h é v zárodeþné
á d þ é linii
li ii infekcemi
i f k
i
exogenními retroviry v prĤbČhu evoluce primátĤ
(v rozsahu 40 – 25 milionĤ let)
P þ k
Poþet
kopií
ií ERV vzrĤstal
Ĥ l retrotranspozicí
i í nebo
b reinfekcí
i f k í
LTR
SINE
LINE
Long Terminal Repeat sequences
(koncové dlouhé opakující se sekvence)
Sh t INterspersed
Short
INt
d Elements)
El
t)
(krátké vmezeĜené elementy)
Large INterspersed Elements)
(dlouhé vmezeĜené elementy)
Lidské endogenní retroviry HERV
(Human Endogenous RetroViruses)
26 odlišných
ý skupin
p (pĜedpoklad
(p p
více než 100))
ýeleć Retroviridae (7 rodĤ)
HERV zahrnují tĜídy
I (gammaretroviry)
(
y)
II (betaretroviry)
III (spumaviry)
zahrnují
jí 8%
% lidského
i
é genomu
gag kóduje proteiny jádra
j virovou obálku (envelope
(
p genes)
g
)
env kóduje
pol kóduje reverzní transkriptasu (polymerase genes)
Klasifikace HERV v rámci þeledi Retroviridae
PĤsobení HERV v genomu
J d d hé retroviry
Jednoduché
t i
HERV Ĝídí
- replikaci a náhodné inzerce nových provirových
struktur
- aktivitu ppĜilehlých
ý ggenĤ
- vliv na vzdálené oblasti genomu
- chromozomální
h
ál í pĜestavby
Ĝ t b
- expresi virových RNA nebo proteinĤ
Rod
PĜíklad onemocnČní
Alpharetrovirus
Ptaþí leukoza
Betaretrovirus
Nádor mléþné žlázy u myší
Opiþí virozy
TĜída II
Gammaretrovirus
Myší leukemie
TĜída I
Komplexní retroviry
Human ffoamy virrus
HERV-K
K
HTLV-1
1
ZFERV (fish)
FeLV (cat)
MuLV (mouse)
HERV-H
H
HIV
ERV-FR
RD (primate)
HERV-E
E
HERV-W
W
Autor prezentace: RNDr. Petr Šíma, CSc.
Deltaretrovirus
Leukemie skotu
Epsilonretrovirus
Nádory
d
kĤ
kĤže u ryb
b a opiþí
i virozy
i
Lentivirus
p a lidské viry
y (SIV,
( , HIV))
Opiþí
Spumavirus
Opiþí virozy
Evoluþní vztahy mezi retrovirovými env geny
endogenního a exogenního pĤvodu
TĜída III
Genomická organizace HERV-W
Lidský genom obsahuje 70 gag, 100 pro, 30 env HERV-W oblastí
chromozomální pozice HERV-W: 7q21-22
0
30
50
exogenní
endogenní
d
í
HERV
miliony
let
retrovirové geny gag, pol, env kódují 3 virové proteiny
gag, pol env, které pĜedstavují aktivní podjednotky enzymĤ
gag
pro
pol
55´LTR
LTR
env
33´LTR
LTR
kódující oblast
gen env kóduje glykoproteiny env virové obálky
syncytin 1 a syncytin 2 (518 aa)
Autor prezentace: RNDr. Petr Šíma, CSc.
Exprese transkriptĤ syncytinu 1 a 2
Regulace exprese syncytinu
(myš %)
(myš,
Transkripþní faktory rodiny GCM
(Glial Cell Missing)
Ĝídí expresi genu pro syncytin
- lidí,
myší
- myší
- Danio sp.
- Drosophila
pĜi formaci placentálního syncytiotrofoblastu
vývoji parathyroidní žlázy
vývoji faryngeální chrupavky
vývoji bunČk neuroglie
Úloha HERV-W glykoproteinu syncytinu
(pplacenta))
zprostĜedkuje
zajišĢuje
interaguje
splývání (fúzi) bunČk trofoblastu
normální architekturu placenty
antigeny MHC tĜídy I (HLA-G)
(HLA G) leads to
zabezpeþuje
imunologickou toleranci vyvíjejícího se plodu
snižuje
produkci imunosuppresivního IL-10
snížená exprese
orgán
syncytin 1
syncytin 2
100
5
100
-
vajeþník
mozek
3
4
-
varle
l
stĜevo
4
1
2
1
thymus
ledvina
1
1
-
placenta
hippocampus
Úloha HERV-W glykoproteinu (syncytinu)
(mozek)
exprese
v astrocytech
pĜi zánČtlivých procesech
pĜi roztroušené skleroze
pĜi preeklampsii a syndromu HELLP
(Hemolysis, Elevated Liver enzymes, Low Platelet count)
L. Weinstein 1982
Syndrome of hemolysis, elevated liver enzymes, and low platelet count: a
severe consequence of hypertension in pregnancy. Am. J. Obstet. Gynecol.
142 159-167 1982
indukuje
uvolnČní substancí cytotoxických
pro oligodendrocyty
Výskyt syncytiotrofoblastu u savcĤ
t
taxon
t placentace
typ
l
t
syncytiotrofoblast
ti t f bl t
vyšší primáti
pásovci
hlodavci
morþata,, kapibary,
p
y,
veverky
zajícovití
netopýrovití
ý ií
hemomonochoriální
vilózní
labyrintový
hemodichoriální
obrácený k mateĜské
stranČČ
hlodavci
potkani myši
potkani,
hemotrichoriální
dvouvrstevný
hmyzožravci
šelmy
ploutvonožci
endoteliochoriální
fenestrovaný
nefenestrovaný
Syncytin ve zdraví a nemoci
snížená exprese pĜi preeklampsii a syndromu
HELLP (Hemolysis, Elevated Liver enzymes, Low Platelet
count)
Weinstein 1982
snížená exprese pĜi experimentální hypoxii a fúze
bunČk
Č indukovanou
i
forskolinem
f
i
(BeWo;
(
buĖky
Ė
cytotrofoblastu þlovČka) in vitro
Autor prezentace: RNDr. Petr Šíma, CSc.
A M.
A.
M Carter,
Carter A.
A C.
C Enders
Enders, Comparative aspects of trophoblast development
and placentation. Reproductive Biol. Endocrinol. 2, 46-61, 2004
Exprese HERV u lidských chorob
Skupina HERV
nemoc
superantigenní
ti
í (SAg)
(SA ) stimulace
ti l
T bunČk
b Čk
HERV K HERV-W
HERV-K,
HERV W
u onemocnČní EBV indukce IFN-Ȗ
HERV-K18 locus
nádorové bujení zárodeþních bunČk
HERV-K
schizofrenie
HERV-W (MSRV)
roztroušená skleroza, reumatoidní artritida, rĤzné HERV proviry
diabetes I
1999 J. L. Blond et al.
M l l characterization
Molecular
h
i i andd placental
l
l expression
i off HERV-W,
HERV W new human
h
endogenous rertrovirus family. J. Virol. 73, 1175-1185, 1999
fylogeneticky
y g
y stará skupina
p
HERV-W
(MSRV multiple sclerosis asociate retrovirus)
„A corollary of those ideas is that plants or animals
which are free of virus infection would evolve very
slowly if at all.“
„Z tČchto myšlenek vyplývá, že kdyby byli živoþichové a rostliny bez
virových infekcí, pak by se vyíjeli velmi pomalu, jestli by se vyvíjeli
vĤbec.“
Ĥb “
„The essence of the idea described here is that the
evolution of one organism depends on
contributions
t ib ti
andd new ideas
id
from
f
all.“
ll “
Podstatné na této myšlence je, že evoluce jednoho organismu závisí na
poskytování nových nápadĤ ode všech.“
N. G. Anderson
Evolutionary significance of virus infection.
Nature 227, 1346-1347, 1970
Autor prezentace: RNDr. Petr Šíma, CSc.
„Uniformity of living matter is more
suprising than its diversity
diversity.“
„Jednotnost živé hmoty je daleko pĜekvapivČjší, než
její rĤznorodost.
rĤznorodost.“
Lewis Thomas
Th lives
The
li
off a cell,
ll 1974
Viribus unitis
Download

RNDr. Petr Šíma, CSc.