Почему мы не похожи друг на друга

Очерки о биологической индивидуальности

Белки тканевой несовместимости отличают каждого из нас от окружающих и от всех живущих на планете людей. Чем же мы отличаемся друг от друга, в чем причина этой несхожести?

Этот сайт рассказывает о новейших исследованиях и намечающихся перспективах в расшифровке многих секретов биологической индивидуальности организмов.

 

Система НLA

С начала 70-х гг. знания о белках ТС человека, или о системе НLА, стали стремительно расширяться. Поворотным пунктом в этом явилось невиданное до сих пор в биологических науках международное сотрудничество. Постоянный обмен биологическим материалом и идеями существенно ускорил работу. В 1964 г. американский биолог Бернард Эймос первым организовал международный симпозиум, на котором оказалось возможным сравнить диагностикумы из разных лабораторий и методы исследований белков 1-го класса. Вскоре стало очевидным, что белки ТС 2-го класса у человека, как и у мышей, обнаруживают себя в реакции не с антителами, а в смеси разных культур лимфоцитов. Скорость размножения реагирующих лимфоцитов служила показателем активности исследуемого НLА антигена 2-го класса. Поэтому, кроме сывороточных методов, нужно было унифицировать и культуральные тесты. Симпозиумы стали частыми.

Не сразу были преодолены трудности, связанные с прихотливым подчас поведением белков, выявленных разными учеными и обозначенными условным шифром. В 1970 г. на международном методическом симпозиуме, где обсуждались данные исследования лейкоцитарных белков 300 многодетных семей, была выработана концепция о единстве всей системы белков ТС человека, которую обозначили системой HLA. В последующие годы постоянно уточнялось расположение составляющих ее компонентов на 6-й хромосоме, их международное обозначение.

Существенным подспорьем в технике идентификации белков ТС явилась новая биологическая технология. В 1975 г. в журнале «Нейчур» была опубликована статья Джорджа Коллера и Цезаря Мильстейна о получении ими гибрида двух мышиных клеток: Б-лимфоцита, вырабатывающего антитело, и клетки злокачественной опухоли костного мозга - миеломы. Поколения этих гибридов, обладающих главными свойствами родительских элементов - способностью синтезировать строго определенное антитело и неограниченно размножаться, были названы гибридомами. Если в организме выработка антител меняется быстро, то гибридома постоянно вырабатывает антитела одной разновидности, называемые моноклональными (от единого клона). Специфика антитела зависит от того белка, которым был активирован Б-лимфоцит. Получение антигенов HLA в чистом виде позволило применить их для получения столь же чистых антител к определенным молекулам HLA.

Согласно существующей сегодня схеме в систему НLA входят белки ТС трех классов. Белки 1-го класса кодируются тремя группами генов (локусами), обозначенными прописными латинскими буквами А, В и С. Белки каждого локуса имеют порядковый номер, например, антигены HLА-A1, HLA-A2, HLA-B5, HLA-B7, HLA-C1 и т. д. Белки 2-го класса кодируются также тремя группами генов DR, DP и DQ с теми же цифровыми номерами. Например, антигены HLA-DR1, DR2, HLA-DP1 и т. д. Гены ТС 3-го класса, как и у мышей, кодируют белки системы комплемента и иные биологические продукты.

Если иметь в виду только белки HLA 1-го и 2-го классов, то к настоящему времени их открыто около 100 из шести указанных локусов. Это означает, что на каждой хромосоме имеется набор (гаплотип) из 6 генов, а на двух хромосомах 6-й пары существует 12 аллелей генов. Следовательно, формула белков ТС каждого из нас состоит из 12 обычно не повторяющихся молекулярных «букв», но это число не является окончательным. Количество возможных выражений значительно превосходит число людей, когда-либо живших на нашей планете. Как сказал поэт Д. Самойлов: «Повторов нет! Наповторимы ни мы, ни ты, ни я, ни он...».

Белки ТС встроены в наружную плазматическую мембрану каждой клетки. Эта мембрана состоит из белкового слоя, находящегося, как начинка пирога, между двумя слоями липидов (жиров), не растворимых в окружающих клетку жидкостях. Как и другие рецепторные молекулы, белки ТС одной частью погружены в липидный слой, а другой - выступают над поверхностью клетки. НLА-молекулы построены из белков и cахаров. Если структура белковой части этой молекулы нарушается, по белковому коридору мембраны происходит экстренная доставка всего необходимого для ее восстановления. Без белков ТС клетки погибают, как лишенное органов чувств животное.

Молекулы белков ТС являются не единственными рецепторами на поверхностной мембране. Там же располагаются и другие чувствительные молекулы, воспринимающие нервные, гормональные и прочие сигналы. Но без совместимых молекул белков ТС клетки не проводят ни нервного импульса, ни гормональной команды. При любом межклеточном контакте сначала происходит предъявление «визитной карточки» и лишь затем следует обмен клеточной информацией. Он может происходить и путем прямого контакта, и при посредничестве растворимых «курьеров» - клеточных медиаторов. У распознающих клеток Т- и Б-лимфоцитов плотность белков ТС на поверхности так велика, что практически почти не остается места для иных рецепторов,

В некоторых тканях, выполняющих роль механического каркаса или защитной пленки, белков ТС сравнительно мало или они не выступают над плазматической мембраной, будучи замурованными в нейтральный слой. Такие ткани часто эмпирически раньше других были взяты на вооружение пластической хирургией для аллотрансплантации. Задолго до прямых биохимических экспериментов медики убедились, что роговица, кости и хрящ не вызывают у реципиентов выраженной реакции отторжения. Примечательно, что кроветворные клетки костного мозга с самым высоким содержанием белков ТС созревают в костных полостях, окруженные клетками без выраженных знаков различия. Можно лишь предположить, что такая изоляция является важной для возникновения стволовых клеток, из которых в дальнейшем произойдут все лимфоциты, фагоциты и даже эритроциты крови.

Как и у мышей, гены комплекса НLА определяют у людей структуру всех распознающих молекул на поверхности клеток иммунной системы, а потому определяют взаимодействие их между собой и с чужеродными агентами. Изучение в крови количества клеток с высоким и низким уровнем разных НLА-молекул используется с диагностической целью, для изучения риска развития заболеваний и их исхода. Так, у больных некоторыми видами рака снижено содержание на лимфоцитах НLА 1-го класса, а при ревматоидном артрите или красной волчанке повышено содержание НLА 2-го класса. Эти генетические исследования позволяют также выделить лиц с наследственно сильным и слабым типом иммунного ответа на тот или другой возбудитель заболевания.