Ағылшыншамен салыстырыңыз: абзацты басыңыз — түпнұсқа терезеде ашылады. Абзац астындағы EN түймесі оны мәтін ішінде көрсетеді.
Мазмұны
Кіріспе
Чех-американ иммунологы (1936-2023) Ян Клейн (18 қаңтар 1936 - 7 мамыр 2023) - чех-американ иммунологы.
Czech American immunologist (1936–2023)
Jan Klein (January 18, 1936 – May 7, 2023) was a Czech–American immunologist.
Кәсіби өмір
Ян Клейн - америкалық иммунолог, ірі гистоқосуыстық кешені (МГК) бойынша еңбегімен танымал. Ол 1936 жылы Чехияның Опава қаласында туған. Ол 1955 жылы Прагадағы Карл университетінің магистратурасын бітіріп, 1958 жылы сол мектептен ботаника мамандығы бойынша магистр дәрежесін алды. Ол 1958-1961 жылдары Прагадағы Неруда орта мектебінде мұғалім болды. Ол филология ғылымдарының докторы болды . 1965 жылы Чехословакия ғылым академиясынан генетика бойынша докторлық диссертация алып, сол жылы Стэнфорд университетінде докторантурадан кейінгі стипендиат ретінде оқыды. 1969 жылы Мичиган университетінде доцент, ал 1973 жылы доцент болды. 1975 жылы Техас университеті Оңтүстік-Батыс медицина мектебінде профессорлық қызметтен өтті. 1977 жылдан 2004 жылы зейнеткерлікке шыққанға дейін ол Германияның Тюбинген қаласында Макс Планк биология институтының директоры болды. 2004 жылдан бастап 2023 жылы қайтыс болғанға дейін ол Фрэнсис Р. және Хелен М. Пенц ғылымдарының қонақ профессоры және Пенсильвания мемлекеттік университетінің биология профессоры болды.
Jan Klein was a Czech American immunologist, best known for his work on the major histocompatibility complex (MHC). He was born in 1936 in Stemplovec, Opava, Czech Republic. He graduated from the Charles University at Prague, in 1955, and received his M. S. (magna cum laude) in botany from the same school in 1958. He was a teacher at the Neruda High School in Prague from 1958 to 1961. He received his Ph. D. in genetics from the Czechoslovak Academy of Sciences in 1965, and moved to Stanford University as a postdoctoral fellow the same year. He became assistant professor in 1969, and associate professor in 1973 at the University of Michigan. He assumed the position of professor at the University of Texas Southwestern Medical School in 1975. From 1977 to his retirement in 2004, he was the director of the Max Planck Institut für Biologie at Tübingen, Germany. From 2004 to his death in 2023, he was a Frances R. and Helen M. Pentz Visiting Professor of Science and adjunct professor of biology at the Pennsylvania State University.
Ғылыми қызығушылықтары
Клайнның ғылыми еңбегі ғылыми журналдарда 600 жарияланым мен оншақты кітапты қамтиды, ол автор немесе редактор. Ол үш негізгі пәнді қамтиды: генетика, иммунология және эволюциялық биология, сондай-ақ бір интерфейстік пән: иммуногенетика. Оның негізгі зерттеулері негізгі гистоқоғамдылық кешеніне (MHC немесе Mhc) бағытталған, онда әр түрлі патогендерге тән антиденелер өндірісі арқылы көрініс тапқан бейімделген иммундық жауаптың (AIS) басталуында маңызды рөл атқаратын гендер сериясы бар.
Klein's scientific output encompasses 600 publications in scientific journals and a dozen of books, which he either authored or edited. It spans three major disciplines: genetics, immunology, and evolutionary biology, as well as one interface discipline: immunogenetics. His major research focus was on the major histocompatibility complex, (MHC or Mhc), which comprises series of genes, which play a critical part in the initiation of the adaptive immune response (AIS), exemplified by the production of antibodies specific for different pathogens.
Иммунологияны қайта анықтау
Өзінің оқулықтарында және басқа да жазбаларында Клейн иммунологияның жаңа тұжырымдамасын енгізді, онда ол бұл пәнді дәстүрлі түрде ұсынылғандай медициналық зерттеулердің тар аймағы ретінде емес, биологиялық ғылымдардың бір саласы ретінде қарастырды. Ол иммунологияны адам түрін және оның жануарлар үлгілерін (түйе, қоян және басқалар) ғана емес, барлық организмдерді де қамтыған, тек қана адамның денсаулығы мәселелерін ғана емес, сонымен қатар арнайы дене жүйелерімен орындалатын қалыпты физиологиялық функцияларды қамтитын өзін-өзі кемсіту туралы ғылым деп анықтады. Ол иммунология оқулықтарына бірінші болып бейімделуші емес иммундық жүйенің (NAIS) маңыздылығын атап көрсеткен. Сонымен қатар иммунологияға логикалық ішкі құрылым берді. Оқулықтарын иммунохимия, иммунобиология, иммуногенетика, иммунопатология және т.б. сияқты бөлімдерге бөлудің орнына, ол оны өзіндік ғылым ретінде ұсынды. Ол оны арнайы органдармен, жасушалармен, гендермен, молекулалармен, механизмдермен, фенотиптермен және функциялармен жұмыс істейтін ғылым ретінде ұйымдастырды.
In his textbooks and other writings, Klein introduced a new concept of immunology, in which he conceived the discipline as a branch of biological sciences, rather than as a narrow province of medical studies, as it had been represented traditionally. He defined immunology as the science of self nonself discrimination, concerned not just with the human species and its animal models (mouse, rabbit, and others), but with all organisms; and not just with issues of human health, but with normal physiological functions, executed with specialized body systems. He was the first to include in an immunology textbook sections emphasizing the importance of the so called non adaptive immune system (NAIS; he preferred to call it non anticipatory). He also gave immunology a logical internal structure. Instead of organizing his textbooks into sections such as immunochemistry, immunobiology, immunogenetics, immunopathology, and so on, as was then customary (i. e., according to immunology’s interfaces with other disciplines and leaving very little for immunology itself), he presented it as a self contained science. He organized it as a science operating with specialized organs, cells, genes, molecules, mechanisms, phenotypes, and functions.
Иммуногенетиканы қайта анықтау
Эксперименталды жұмысында, Макс Планк биология институтының иммуногенетика бөлімінің директоры ретінде 25 жыл және "Имуногенетика" журналының бас редакторы ретінде шамамен сол уақыт аралығында Клейн иммуногенетика пәнін қайта анықтауға тырысты. Иммуногенетика 1930 жылдары антиденелер анықтаған антигендерді (мысалы, әртүрлі қан топтары жүйелерінің) бақылайтын гендерді зерттеу ретінде пайда болды. Бұл ішкі мазмұнға емес, негізінен әдіске негізделген пәннің өте жасанды сызбасы болды. Клейннің тұжырымдамасында иммуногенетика иммунология мен генетиканың ортақ нәрсесімен айналысуы керек - кез келген иммундық жауаптарды бақылайтын және әсер ететін гендер жиынтығы.
In his experimental work, his 25 years as a director of the Immunogenetics Division of the Max Planck Institute of Biology, and nearly the same period of time at the helm of the journal Immunogenetics, Klein strived to redefine the immunogenetics discipline. Immunogenetics emerged in the 1930s as the study of genes controlling antigens (such as those of the various blood group systems) detected by antibodies. This was a very artificial delineation of a discipline, based essentially on a method, rather than on an internal content. In Klein's conception, immunogenetics was to deal with what immunology and genetics have in common—a set of genes that control and effect immune responses of any kind.
ІІ класты гендер мен Mhc тұжырымдамасының ашылуы
Адаптациялық иммундық жүйеде гендердің үш негізгі жиынтығы - Mhc, Т-клеткалық рецептор (Tcr) және В-клеткалық рецептор (Bcr, антителолар) ақуыздарын кодтайтын. Клайн үш жүйеге де өз үлесін қосты, бірақ оның басты қызығушылығы Mhc жүйесіне қатысты болды. Ол қазіргі заманғы Mhc тұжырымдамасын екі негізгі ген түрінен тұрады деп әзірледі, ол үшін I және II кластық гендер атауларын енгізді. I класты гендер 1936 жылы (Ян Клейн дүниеге келген жылы) қан тобының (қызыл қан жасушаларының) антигендерін кодтау ретінде ашылды, бірақ олар үйлесімсіз трансплантаттарды қабылдамау үшін де жауапты болды. Клайн өзінің әріптесі Вера Хауптфельд және оның әйелі Дагмар Клайнмен бірге бірінші болып ІІ кластағы гендердің өнімін сипаттап, оларды шетелдік антигендерге жауап ретінде синтезделген антиденелердің деңгейін басқаратын молекулалар ретінде анықтады. Бұған дейін Хью О. МакДевит және оның әріптестері иммундық жауап 1 (Ir 1) локусын картаға түсіріп, синтетикалық полипептидке (T,G) LA қарсы антидене өндірісінің деңгейіне әсер етті. Клайн мен оның әріптестері өздерінің локустарын Ir 1 локусынан ажырамас деп тапқаннан кейін, лимфоциттердің бетінде көрсетілген ІІ класты антигендер Ir 1 локусының өнімі деп қорытындылады. Кейінгі зерттеулер осы түсінікті растады. Тышқанның I және II класты антигендерін басқаратын локустардың генетикалық картасы оларды Клайн 17 хромосомаға картаға түсірген және ол үшін үлкен гистоқоғамдылық локусы, Mhc атауын қолдаған кластердің бөлігі екенін көрсетті. Атау гендердің ұлпалардың үйлесімділігін бақылайтын жиынның бір бөлігі екендігіне және осы жиынның бір кластерінің ең күшті (негізгі) әсеріне сілтеме жасады. Джордж Д. Снелл ұлпаның үйлесімділік гендерін 1, 2, 3 және т.б. гистоқоғамдылық деп атады, және H2 гендері жиынтықта ең күшті болғандықтан, олар алғашқы Mhc болды. Басқа гистоқосқыштық гендер кіші деп аталды. Бастапқыда, тышқанның I класты антигендерінің генетикалық картасы H2 кешенінде бірнеше I класты локустардың бар екенін көрсетті. Алайда көп ұзамай белгілі бір антигендерді локустарға бөлудегі сәйкессіздіктер H2 карталарында бірдеңе дұрыс емес екенін көрсетті. Клейн мен Дональд Шрефлер белгілі бір антигеннің әр түрлі локустармен басқарылатын молекулаларда болуы мүмкін екенін көрсетіп, мәселені шешті. Осыны ескере отырып, олар I сыныптағы лоциттердің санын екіге дейін азайта алды, H2K және H2D. Бұл "екі локустық модель" МХК-ның кейінгі түсіндірмелерінде маңызды рөл атқарды. Модель Клейннің бұрынғы PhD жұмысының нәтижелерімен де сәйкес келді, онда ол соматикалық жасушалардағы белгілі бір H2 антигендерінің жоғалуы үшін иммундық селекцияның кейбір, бірақ басқа таңдалмаған антигендердің жоғалуымен бірге екенін анықтады. Бұл тұрғыдан алғанда, антигендер екі топқа бөлінді, яғни екі түрлі молекуламен тасымалданады. II класты гендердің ашылуы H2K мен H2D арасында картаға түсірілгенін көрсету арқылы модельге сәйкес келді. Шрефлер сондай-ақ екі I сыныптағы локустар арасында тағы бір локус картасының бар екенін көрсетті. Ол "серологиялық" немесе Ss ақуызын кодтады, ол қанның сұйық фазасында ерітілетін түрде болады, бұл I және II кластағы антигендерден айырмашылығы бар, олар жасушалардың бетінде экспрессияға ие. Бұл кезеңде H2 кешенін төрт аймаққа бөлуге болады: I сынып (H2K) II сынып (Ir 1) Ss I сынып (H2D). Бұл оқиғалар бір жағынан иммунологтарды, екінші жағынан трансплантология биологтарын МХК-ның өз мамандықтары үшін әлеуетті маңыздылығына хабардар етті. Нәтижесінде, түрлі құбылыстардың кешенмен байланысын сипаттайтын есептер көбейді. Қатынас H2 кешенінде ерекшеленетін туа біткен штаммдардың жауаптарын тексеру және H2 кешеніндегі жауаптарды басқаратын гендерді H2 ішіндегі рекомбинация арқылы алынған H2 гаплотипі бар штаммдардың көмегімен карталау арқылы дәлелденді. Бұл тұқымдарды Джордж Д. Снелл, Джек Х. Стимпфлинг, Дональд С. Шрефлер және Ян Клейн әзірледі. Бұл құбылыстарға табиғи және синтетикалық антигендердің әртүрлілігіне қарсы антиденелік жауаптың бақылауы; иммундық жауаптың арнайы басқыштар жасушалары немесе ерітілетін факторлармен бас тартуы; H2 үйлесімсіз стимуляциялық жасушамен сыналған ин витро өсіріліміндегі лимфоциттердің көбеюі (ол кезде аралас лимфоциттік реакция, MLR); H2 үйлесімсіз мақсатты жасушаларды сенсибилизацияланған лимфоциттермен өлтіру (жасуша арқылы жүргізілетін лимфоцитотоксикация, CML); трансплантацияланған иммундық жасушаның иесі тіндеріне қарсы реакциясы (иесімге қарсы реакция, GVHR)...
In the adaptive immune system, the three preeminent sets of genes are those that code for the Mhc, T cell receptor (Tcr), and B cell receptor (Bcr, the antibodies) proteins. Klein contributed to the study of all three systems, but his primary interest was in the Mhc system. He developed the modern concept of the Mhc as consisting of two principal kinds of gene, for which he coined the designations class I and class II genes. The class I genes were discovered in 1936 (the year Jan Klein was born) as coding for blood group (red blood cell) antigens, which, however, were also responsible for the rejection of incompatible grafts. Klein, with his coworker Vera Hauptfeld and his wife Dagmar Klein, were the first to describe the product of the class II genes and identify them as the molecules that control level of antibodies synthesized in response to foreign antigens. Earlier, Hugh O. McDevitt and his coworkers mapped an Immune response 1 (Ir 1) locus influencing the level of antibody production against the synthetic polypeptide (T,G) L—A into the Mhc. Klein and his coworkers, finding their locus inseparable from the postulated Ir 1 locus, concluded that the class II antigens they demonstrated on the surfaces of lymphocytes were the product of the Ir 1 locus. Later studies confirmed this interpretation. Genetic mapping of the loci controlling the class I and class II antigens of the mouse showed them to be part of a cluster, which Klein mapped to the chromosome 17 and for which he championed the name major histocompatibility locus, Mhc. The name referred to the fact that the genes were part of a set that controlled tissue compatibility and in this set one cluster had the strongest (major) effect. George D. Snell named the tissue compatibility genes histocompatibility 1, 2, 3, etc., in the order of discovery, and since the H2 genes happened to be strongest of the set, they became the first Mhc known. All other histocompatibility genes came to be called minor. Initially, genetic mapping of the mouse class I antigens suggested the existence of multiple class I loci in the H2 complex. Soon, however, inconsistencies in the assignment of certain antigens to loci signaled that something was amiss with the H2 maps, as they were then drawn. Klein and Donald C. Shreffler solved the problem by demonstrating that a given antigen could be present on molecules controlled by different loci. Taking this finding into account, they were able to reduce the number of the class I loci to two, H2K and H2D. This "two locus model" played a n important part in subsequent interpretations of the Mhc. The model was also consistent with the results of earlier Klein's PhD work, in which he discovered that immune selection for a loss of certain H2 antigens on somatic cells was accompanied by the loss of some but not other unselected antigens. In this respect, the antigens fell into two groups as if carried by two different molecules. The discovery of the class II genes had been fitted into the model by the demonstration that they mapped between the H2K and the H2D. Shreffler also demonstrated the existence of another locus mapping between the two class I loci. It coded for what he called the "serum serological" or Ss protein, present in a soluble form in the blood fluid phase, in contrast to the class I and class II antigens, which were expressed on cell surfaces. At that stage, the H2 complex could be divided into four regions: class I (H2K) Class II (Ir 1) Ss Class I (H2D). These developments alerted immunologists on the one hand and transplantation biologists on the other of the Mhc’s potential importance for their respective disciplines. The consequence was a proliferation of reports describing association of a variety of phenomena with the complex. The associations were demonstrated by testing the responses of congenic strains differing at the H2 complex and mapping the genes controlling the responses within the H2 complex with the help of strains carrying H2 haplotypes derived by intra H2 recombinations. These strains were developed by George D. Snell, Jack H. Stimpfling, Donald C. Shreffler, and Jan Klein. The phenomena included control of antibody response to a variety of antigens, both natural and synthetic; suppression of immune response by special suppressor cells or soluble factors; proliferation of lymphocytes in an in vitro culture challenged with H2 incompatible stimulating cell (the so called mixed lymphocyte reaction, MLR); killing of H2 icompatible target cells by sensitized lymphocytes (cell mediated lymphocytotoxicity, CML); response of transplanted immune cell against the tissues of the host (graft versus host reaction, GVHR); rejection of H2 incompatible grafts (skin, heart, bone marrow, etc.) by the recipients; and others. All these phenomena appeared to be controlled by different loci within the Mhc. As a result, the H2 complex appeared to expand by the addition of new loci (regions). Klein's group, however, challenged this interpretation and in a series of carefully controlled studies demonstrated that the new loci were in reality mirages generated by various forms of interaction involving the established class I and class II loci. In this manner, Klein contracted the H2 complex back to the version established by the serological methods, and propounded the view that the various responses (MLR, CML, etc.) were controlled by the class I and class II loci, rather than by separate loci. Later, other loci were again mapped within the H2 complex and these were no phantoms. They were real but, as Klein argued, they were unrelated to the class I and class II loci and ended up in the region by chance. The general opinion was, however, that they represented the class III region of the Mhc, that they were functionally related to the Mhc by being involved in immune response, and that the complex functioned as an immune supergene. The first of these class III loci was the Ss locus, which was later identified as coding for complement component 4. The C4 protein was indeed involved in immunity by being one in a series of protein molecules that attach to a cell bound antibody to puncture a hole in it and thus kill it. But nobody could come up with a reason why it had to be linked to the class I or class II genes to function properly. Similar arguments could be applied to the other class III genes. Later, Klein's view received a strong support when his group discovered that in the fishes, which comprise more than half of jawed vertebrates, not even the class I and class II genes were in a single cluster and the class III genes were scattered all over the genome. Ultimately, the modern concept prevailed against the tendencies to make the Mhc unnecessarily nonparsimonious.
МХК-мен бақыланатын иммундық жауаптың сипаты
МХК антиденелердің реакциясын бақылау көптеген сұрақтарды тудырды. Иммунологтардың басты сұрағы: Неге кейбір H2 гаплотипі бар адамдар белгілі бір антигенге жоғары жауап береді, ал басқалары басқа гаплотипі бар адамдар төмен жауап береді немесе жауап бермейді? Бұл құбылыс антигенге әсер ету арқылы in vitro қайталануы мүмкін. Жоғары жауап берген адамнан оқшауланған лимфоциттер төмен жауап берген адамнан оқшауланғандарға қарағанда әлдеқайда жоғары деңгейде көбейді. Бұл әдіс үшін тимус түзілген (Т) лимфоциттерден басқа, сондай-ақ бір адамның "макрофагтары" немесе антигенді ұсынатын жасушалары (АЖЖ) қажет болды. Бұл жағдайда сұрақ: Т лимфоциттері немесе АПК жауап беру қабілетінің айырмашылығына жауапты ма? Көптеген иммунологтар APC-ге кінәлауды ұйғарды, бірақ Клейн Нагг тобы бірқатар көркем эксперименттер барысында бұл гипотезаны жалған деп таныды және әртүрлі Mhc гаплотиптерін тасыған Т лимфоциттерінің нақты антигендерге жауап беруі неге әртүрлі болуы мүмкін екенін түсіндірді. Т лимфоциттерінің рецепторлары өздерінің Mhc молекулаларымен байланыста антигенді таниды. Т- клеткалардың әртүрлі ерекшеліктері лимфоциттердің дамуы кезінде тимустағы прекурсорлық жасушалардан арнайы механизм арқылы пайда болады. Тұқым қуалау толығымен кездейсоқ, сондықтан рецепторлар барлық ықтимал антигендерге қарсы пайда болады, оның ішінде жеке адамда пайда болады, онда дифференциация орын алады (өзіндік молекулалар). Өзіндік молекулаларға рецепторлары бар жасушаларды жеке адамның өз компоненттеріне қарсы иммундық реакцияны болдырмау үшін жою керек. Алайда, жойылған Tcrs кейбір жат антигендерді (өзін емес) жауап бермейтін өз Mhc молекулаларымен бірлесіп тану қабілетіне ие болуы мүмкін. Т-клеткалар репертуарында "соқыр нүктелер" бар, бұл жеке адамды тек өзіне ғана емес, сонымен қатар кейбір шетелдік антигендерге де жауап бермейді.
The control of antibody response by the Mhc raised many question. The one on the top of immunologists’ agenda was: Why were some individuals carrying a certain H2 haplotype high responders to a given antigen, while others, carrying certain other haplotype were low responders or nonresponders? The phenomenon could be reproduced in vitro by the exposure to the antigen. Lymphocytes isolated from the high responder proliferated to a much higher degree than those isolated from a low responder individual. The assay required, in addition to the thymus derived (T) lymphocytes, also "macrophages" or antigen presenting cells (APCs) from the same individual. In this set up the question reduced itself to: Are the T lymphocytes or the APCs responsible for the difference in responsiveness? Many immunologists were inclined to put the blame on the APCs, but the Klein Nagy group, in a series of elegant experiments, falsified this hypothesis and explained why T lymphocytes bearing different Mhc haplotypes might differ in their response to specific antigens. The receptors of the T lymphocytes recognize an antigen in association with their own Mhc molecules. The different specificities of the Tcrs born by the individual T cells are generated by a special mechanism during the lymphocyte development from precursor cells in the thymus. The generation is entirely random, so that receptors arise against all possible antigens, including those borne by the individual in which the differentiation takes place (the self molecules). The cells with receptors for self molecules must be eliminated to prevent an immune reaction against the individual's own components. The eliminated Tcrs might, however, by chance have had the capability of recognizing certain foreign antigens (nonself) in association with the nonresponder’ own
Mhc molecules. The T cell repertoire thus has "blind spots", making an individual nonresponsive not only to self but also against certain foreign antigens.
Mhc полиморфизм, хромосома санының өзгеруі және t-хаплотиптер
Инбридті тұқымдарды типтеу MHc ерекше жоғары өзгермелілігін (полиморфизм) танытуы мүмкін екенін көрсетті. Алайда, инбридтік тұқымдар полиморфизмді анықтау үшін жарамсыз болды, өйткені оны бағалау үшін популяциядағы ген жиілігін өлшеу қажет болды. Мұндай әрекеттің барлық проблемалары болды, бірақ олардың көпшілігі жабайы тышқаннан алынған H2 гаплотиптерінің үлгісін инбридті (C57BL / 10 немесе B10) фонына көшіру арқылы жеңілдетілуі мүмкін, осылайша туа біткен B10 жиынтығы пайда болады. W сызықтары. Бұл сызықтар жаңа гаплотиптерді толық сипаттау үшін, табиғи H2 ішіндегі рекомбинаттарды анықтау үшін және оларды H2 байланысты белгілерін карталау құралы ретінде пайдалану үшін маңызды болып шықты. Клейн және оның әріптестері түрлі әдістерді қолдана отырып, әлемнің әртүрлі бөлігіндегі жабайы тышқандардың популяцияларындағы H2 полиморфизмін сипаттауға мүмкіндік алды. Зерттеулер полиморфизмнің, шын мәнінде, аллельдер мен гаплотиптер саны жағынан да (хаплотип - хромосомалық сегменттермен бірге келетін аллельдердің белгілі бір комбинациясы) популяцияларда айтарлықтай жиілікте кездесетінін көрсетті. Жоғары полиморфизмге қатысты ерекшеліктер тек кейбір арал популяцияларында және жақында бөтелке кезеңінен өткен популяцияларда ғана кездесті. H2 полиморфизмі басқа белгілермен бірге популяцияны сипаттауға пайдаланылуы мүмкін. Әлемдік жабайы тышқан популяциясының H2 типтеуі оның көптеген шағын субпопуляцияларға (демаларға) бөлінгенін көрсетті, олар жеке локустарда аллельдердің болуы мен жиілігі бойынша ерекшеленді. Тері трансплантациясы және басқа да әдістер деместердің ішіндегі инбридингті көрсетті, бірақ деместер арасында белгілі бір аллельдерді бөлісу деместер арасындағы үздіксіз ген ағынын білдірді. Бұл нәтижелер басқа маркеттерді, негізінен хромосомалық полиморфизмді және t гаплотиптерді талдау арқылы расталды. Үй тышқанының кариотипі әдетте 40 телоцентрикалық хромосомадан тұрады, бірақ Еуропаның кейбір аймақтарында 40 хромосомадан аз құрайтын кариотипті тышқандар кездеседі. Хромосомалардың санының азаюы екі телоцентриктің орталық бірігуіне (Робертсонның транслокациясы) байланысты. Клайн тобы Еуропаның әр түрлі аймақтарында метацентрикалық хромосомалар бар популяцияларды тапты, бірақ өзінің күш-жігерін оңтүстік Германиядағы метацентриктер жүйесіне шоғырлады. Бұл популяцияларды терең зерттеу H2 полиморфизмін зерттеу арқылы анықталған субпопуляцияларға бөлінуді көрсетті. Т-хаплотип - H2 кешеніне жанасатын немесе оны қамтитын хромосомалық аймақтың атауы. Т аймағын үш ерекшелік сипаттайды: толық Т гаплотипі бойына рекомбинацияны басу; сегрегациялық бұрмалау (Т/+ еркектер Т хромосомасын ұрпақтарының 90 пайызынан астамына береді); және гомозиготалық өлімге әкелетін гендердің жиі болуы. Клейн тобының бүкіл әлемдегі жабайы тышқандардағы t және H2 зерттеулері бірқатар жаңа t гаплотиптерін анықтауға және сипаттауға әкелді. Олардың сипаттамалары барлық гаплотиптердің бір ата-баба гаплотипінен алынғандығын көрсетті; ата-баба гаплотипі батыс еуропалық Mus domesticus-тан пайда болды; ол жақында пайда болды; және M. domesticus-тан бір t гаплотипі шығыс еуропалық M. musculus-қа еніп, онда шектеулі әртараптандыруға ұшырады.
Typing of inbred strains suggested that the Mhc might manifest unusually high variability (polymorphism). Inbred strains were, however, not suited for determining polymorphism, because assessing it required measuring gene frequencies in populations. There were all sorts of problems associated with such an effort, most of which could, however, be alleviated by transferring a sample of H2 haplotypes from wild mice onto inbred (C57BL/10 or B10) background and thus producing a set of congenic B10. W lines. These lines proved to be essential for the complete characterization of the new haplotypes; for the identification of natural intra H2 recombinants; and for their use as a tool for mapping H2 associated traits. Using a variety of methods, Klein and his colleagues were able to characterize H2 polymorphism in populations of wild mice from different parts of the world. The studies revealed that the polymorphism was indeed staggering, both in the number of alleles and haplotypes (a haplotype being a particular combination of alleles borne by a particular chromosomal segment) that occurred in appreciable frequencies in the populations. Exceptions from the high polymorphism were found only in certain island populations and in populations that have passed recently through a bottleneck phase. The H2 polymorphism, in combination with other markers, could then be used to characterize a population. H2 typing of the global wild mice population revealed it to be fragmented into a large number of small subpopulations (demes), which differed in the presence and frequencies of alleles at the individual loci. Skin grafting and other methods indicated inbreeding within the demes, but sharing of certain alleles between the demes suggested a continuous gene flow between demes. These findings were supported by analyses of other markers, primarily chromosomal polymorphism and t haplotypes. The karyotype of the house mouse normally consists of 40 telocentric chromosomes, but in certain regions in Europe, mice with karyotypes containing fewer than 40 chromosomes can be found. The reduction in chromosome number is due to centric fusion (Robertsonian translocation) of two telocentrics into a single metacentric. Klein's group found populations with metacentric chromosomes in different regions of Europe, but concentrated its effort on the system of metacentrics in southern Germany. An in depth study of these populations revealed subdivision into subpopulations, which correlated with that established by the studies of H2 polymorphism. A t haplotype is a designation for a chromosomal region adjacent to or encompassing the H2 complex. Three features characterize the t region: suppression of recombination over the entire length of a complete t haplotype; segregation distortion (t/+ males transmit the t chromosome into more than 90 percent of their progeny); and frequent presence of homozygous lethal genes. Klein group's combined t and H2 studies on wild mice from all over the world led to the identification and characterization of a number of new t haplotypes. Their characterization demonstrated that all the haplotypes were derived from a single ancestral haplotype; that the ancestral haplotype originated in the western European Mus domesticus; that it arose recently; and that from M. domesticus a single t haplotype introgressed into the eastern European M. musculus, where it then underwent limited diversification.
Түрлер арасындағы полиморфизм
Сөздіктер генетикалық полиморфизмді түрдегі бір локуста екі немесе одан да көп аллельдің айтарлықтай жиілікте болуы деп анықтайды. Сондықтан H2 полиморфизмі үй тышқанында оның жақын туысынан ауытқудан кейін ерекше жоғары мутациялық (эволюциялық) жылдамдықпен пайда болды деп күтілді. Алайда, бұл жағдайдың осылай екеніне ешқандай дәлел жоқ. Керісінше, Клейн және оның әріптестері сол кездегі қол жетімді әдістермен, бір-бірінен шамамен 1,2 миллион жыл бұрын (ми) бөлінген екі еуропалық үй тышқандарының түрлерінде, Mus domesticus және M. musculus, ажыратылмас аллельдерді тапты. Сол сияқты, M. domesticus популяциясында, олардың дивергенция уақытын анықтау мүмкін, олар жаңа нұсқаларды таппады. Клейннің тобы сондай-ақ оқшауланған адам популяцияларында, мысалы Оңтүстік Американың индейлері мен Сібірдің жергілікті тұрғындарында жаңа Mhc (HLA) нұсқаларын таба алмады. Осы және басқа да байқаулар Клейнді транс-түр полиморфизмі (ТСП) гипотезасын жасауға әкелді, онда ұқсас Mhc аллельдерінің дивергенциясы олар кездесетін түрлердің дивергенциясынан бұрын пайда болады деп болжанады. Транс-түр полиморфизмінің бастапқы анықталуы антигендік молекулаларды серологиялық (антиденеге негізделген) сәйкестендіруге негізделген. Алайда кейінірек антигенді ақуыздарды пептидтік карталау арқылы талдау арқылы әртүрлі түрдегі аллельдердің сәйкестігін растауға болады. Ақырында, ДНҚ-ның тізбектеуі бұрынғы әдістермен алынған нәтижелерді растап қана қоймай, сонымен қатар ТСП зерттеулеріне жаңа өлшем енгізді. Сынақтар M. domesticus және M. musculus сияқты жақын туысқан түрлердің, Шығыс Африка көлдері мен өзендеріндегі көптеген гаплохроминді балық түрлері немесе Галапагос аралдарындағы Дарвиннің финктері, Mhc-де ғана емес, Mhc емес локустарда да көптеген аллельдерді бөліскенін көрсетті. Адам мен шимпанзе, үй тышқаны мен норвегиялық тышқан сияқты алыс туысқан түрлерде бірдей аллельдерді бөлісуді енді дәлелдеу мүмкін емес, бірақ ортақ туысқан аллельдер анық болды. Бұл тұжырымдама аллельдік тектес тұжырымдамаға әкелді, онда бір түрдегі белгілі бір тектес мүшелер екінші түрдегі сол тектес мүшелерге екі түрдің кез келгеніндегі басқа аллельдерге қарағанда көбірек ұқсас болды, МХК-ның ТСП және басқа локустар көп түрлерде құжатталған және эволюциялық биологиядағы әртүрлі мәселелерге қолданылды.
Dictionaries define genetic polymorphism as the presence, in appreciable frequencies, of two or more alleles at a locus in a species. Hence H2 polymorphism was expected to have arisen by an unusually high mutation (evolutionary) rate in the house mouse after its divergence from its nearest relative. There was, however, no indication that this was the case. On the contrary, Klein and his co workers found, by the methods then available, indistinguishable alleles in the two European house mouse species, Mus domesticus and M. musculus, which diverged from each other some 1–2 million years (my) ago. Similarly, in M. domesticus populations, whose divergence times could be dated, they found no new variants. Klein's group could also not find any new Mhc (HLA) variants in isolated human populations such as those of the South American Indians and the indigenous populations of Siberia. These and other observations led Klein to the formulation of the trans species polymorphism (TSP) hypothesis positing that the divergence of similar Mhc alleles predates the divergence of the species in which they occur. The original detection of trans species polymorphism relied on serological (antibody based) identification of antigenic molecules. Later, however, the identity of alleles in different species could be confirmed by peptide mapping analysis of the antigenic proteins. Ultimately, DNA sequencing not only confirmed the results obtained with the earlier methods, but also introduced a new dimension into the TSP studies. The tests revealed that closely related species such as M. domesticus and M. musculus, the many haplochromine fish species in East African lakes and rivers, or Darwin's finches on the Galapagos Islands, shared many alleles at not only the Mhc, but also at some of the non Mhc loci. In more distantly related species, such as human and chimpanzee or the house mouse and the Norwegian rat, sharing of identical alleles could no longer be demonstrated, but shared related alleles were clearly in evidence. This finding led to the concept of allelic lineages, in which members of a given lineage in one species were more similar to members of the same lineage in another species than they were to other alleles in either of the two species, TSP of Mhc and other loci has since been documented in many species and found applications to a variety of issues in evolutionary biology.
ТСП тұжырымдамасының мәні - жаңа түрдегі ата-баба полиморфизмін сақтау үшін локустағы белгілі бір аллельдер саны ата-бабадан ұрпаққа дейінгі түрлендіру кезеңінен өтуі керек. Егер бұл сан белгілі болса, жаңа түрдің негізін қалаушы популяциясының көлемін бағалауға болады. Осылайша, TSP эволюцияның басқаша қолжетімді емес кезеңіне терезе ашады. Клайн тобы ТСП тұжырымдамасын бірнеше түрдің негізін қалаушы популяция көлемін бағалау үшін қолданды. Адам түрінің HLA полиморфизмі бойынша шамаланған мөлшері 10 000 асыл тұқымды адам болды. Сол сияқты Шығыс Африкадағы Виктория көлінде мекендейтін жүздеген түрлердің көпшілігі бөлініп кеткен екі тұқым үшін де үлкен негізін қалаушы популяциялар болуы керек еді. Тіпті, Дарвиннің қос тұяғы, негізін қалаушылар бір жұптан пайда болды деп саналады, Винчек және оның әріптестері негізін қалаушылар үйі кемінде 30 адамнан құралған деген қорытындыға келді. Бұл зерттеулер Клейннің эволюциялық биологияға көпірін ашты. Ол бұл көпірден Дарвиннің қайыңдары мен Шығыс Африканың гаплохроминді балықтарында түрлену процесінің сипатын зерттеу барысында өтті. Аки Сато мен оның әріптестері Галапагос аралдарындағы Дарвиннің 14 түрі мен Кокос аралдарындағы бір түрі осы аралдарға 5 мың жыл бұрын келген бір ата-бабадан тараған деген молекулалық дәлел келтірді. Олар ата-бабаларының түрлерін қазіргі Эквадор мен Оңтүстік Американың басқа жерлерінде мекендейтін түрлерінен Tiaris obscura туысы деп анықтады. ДНҚ-ның маркерлерін қолдану арқылы олар топырақты шымшықтар тобынан басқа, қазіргі Дарвин шымшықтарының арасындағы филогенетикалық қатынастарды анықтауға мүмкіндік алды. Соңғылардың морфологиялық жағынан ерекшеленуі қиын түрлер молекулалық деңгейде ажыратылмады. Бұл нәтиже түрлердің жақында ғана бөлініп кеткенін және олардың геномдарының полиморфизмдері түрлер арасында өзін-өзі реттеуге жеткілікті уақыт алмағанын немесе түрлер гендерді алмастыруды жалғастыратынын білдіруі мүмкін. Гаплохроминдер - Шығыс Африкадағы цихлидтердің екі негізгі тобының бірі; екіншісі - тилапиналық балықтар. Клайн және оның серіктестері екі топты да зерттеді және әр түрлі молекулалық маркерлерді қолдану олардың филогенетикалық қарым-қатынастарын шешуге ықпал етті. Содан кейін олар үлкен және кіші көлдердің, өзендердің гаплохроминдеріне назар аударды. Зерттеулер географиялық таралуына шамамен сәйкес келетін әртүрлі топтар арасындағы туыстық дәрежесін көрсетті. Алайда Клейн тобының басты назары Виктория көлінде болды. Бұл көл Шығыс Африкадағы барлық ірі көлдердің ішіндегі ең жас көлі болып табылады, ол 14 600 жыл бұрын құрғағаннан кейін соңғы рет толтырылған. Көлде 200-ден астам гаплохроминді түрлер мекендейді, олар морфологиялық және мінез-құлық жағынан ерекшеленеді. Алдыңғы мәлімдемелерге қарама-қайшы, Клайн тобы түрлердің монофилетикалық емес екенін және генетикалық полиморфизмде ешқандай кедейленбегенін көрсетті. Олар кем дегенде екі тұқымға жатады, олар бір-бірінен 41 500 жыл бұрын, күдікті көлден тыс жерде бөлініп кетті. Бұл тұқымдар 80 000 жыл бұрын Виктория көлінің батысындағы кіші көлдерде мекендеген гаплохроминдерден бөлінді. Галапагос аралдарындағы жер бетіндегі финктер сияқты Виктория көліндегі гаплохроминдік түрлер Клейн тобы өз зерттеулерінде қолданған молекулалық маркерлермен ажыратылмайды. Генетикалық қашықтықты есептеу үшін пайдаланылған популяциялық генетиканың барлық әдістері түрлер мен бір түрдің популяциялары арасында елеулі айырмашылықтар көрсетілмеген. Алайда бұл жағдайда Клайн тобы деректерді түсіндіру үшін жеткіліксіз бөліну уақытын жоққа шығара алды және түсіндіру жаңа түрлер арасындағы гендер ағынының жалғасуында жатыр деп дәлелдеді. Олар түрленудің ұзаққа созылған процесс екенін, оның барысында пайда болатын түрлер фенотиптік айырмашылықтарға жауапты бірнеше гендерде әртүрлі болады, бірақ репродуктивтік кедергі пайда болғанға дейін гендерді алмастыруды жалғастырады. Олар бұл құбылыстың салдарынан адаптивті сәулелену деп аталатын көптеген филогендер шешілмеген болып қала береді деп айтады. Мұндай жағдайлардың бірі - бұл тікенекті омыртқалы жануарлардың эволюциясында тетраподтардың пайда болуына себеп болған сәулелену. Бұл жағдайда Клайн тобы кіріс деректер базасындағы гендердің санын арттыру шығыс филогенетикалық ағаштардың шешілу қабілетін жақсартпағанын көрсетті.
The essence of the TSP concept is that a certain number of alleles at a locus must pass through the speciation phase from the ancestral to the descendant species to assure the retention of the ancestral polymorphism in the new species. If this number is known, the size of the founding population of the emerging species can be estimated. The TSP thus provides a window into the otherwise poorly accessible phase of evolution. Klein's group used the TSP concept to estimate the founding population sizes of several species. For the human species, the size estimated from the HLA polymorphism was 10,000 breeding individuals. Similarly large founding populations had to be postulated for the two lineages from which most of the hundreds of species inhabiting Lake Victoria in East Africa had diverged. And even for Darwin's finches, widely believed to have arisen from a single pair of founders, Vincek and his colleagues came to the conclusion that the founding flock was at least 30 heads strong. These studies became Klein's bridge to evolutionary biology. He crossed this bridge in a series of investigations into the nature of the speciation process in Darwin's finches and in haplochromine fishes of East Africa. With Akie Sato and collaborators, they provided molecular evidence that the 14 extant species of Darwin's finches on the Galapagos Islands and the one species on the Cocos Island were all derived from a single ancestral species that arrived on the islands some 5 my ago. They identified the ancestral species as being related to Tiaris obscura, a species now inhabiting Ecuador and other parts of the South American continent. Using DNA markers they were able to determine phylogenetic relationships among the extant Darwin's finches, except for the group of Ground finches. In the latter, the morphologically poorly distinguishable species were indistinguishable at the molecular level. This result could mean either that the species diverged quite recently and that the polymorphisms of their genomes have not have had enough time to sort themselves out among the species, or that the species continue exchanging genes. Haplochromines are one of two main groups of cichlid fishes in East Africa; the other group being the tilapiine fishes. Klein and his associates studied both groups and using a variety of molecular markers contributed to the resolution of their phylogenetic relationships. They then focused on the haplochromines of both the lakes, large and small, and the rivers. The studies revealed degree of relatedness between the various groups that correlated roughly with their geographical distribution. The main focus of Klein's group became Lake Victoria, however. The lake is the youngest of all the large lakes in East Africa, its latest refill after a desiccation dated to 14,600 years ago. The lake is inhabited with more 200 haplochromine species distinguishable morphologically and behaviorally. Contrary to earlier claims, Klein's group demonstrated that the species are not monophyletic and are by no means pauperized in their genetic polymorphism. They fall into at least two lineages, which separated from each other 41,500 years ago, presumably outside of the lake. The lineages diverged from haplochromines inhabiting smaller lakes west of Lake Victoria more than 80,000 years ago. As in the case of the Ground finches of the Galapagos Islands, the haplochromine species of Lake Victoria are not distinguishable by any molecular markers Klein's group used in their studies. All population genetics methods used to compute genetic distances showed no significant difference between species and between populations of the same species. In this case, however, Klein's group was able to rule out insufficient separation time as the explanation of the data and to argue that the explanation lies in the continuation of a gene flow between the incipient species. They argue further that speciation is a protracted affair during which the arising species diverge in a few genes responsible for phenotypic differences, but continue exchanging genes until the emergence of a reproductive barrier stops the process. They argue furthermore that because of this phenomenon, many phylogenies of so called adaptive radiations will remain unresolved. One such case is the radiation that gave rise to the tetrapods in the evolution of jawed vertebrates. In this case, Klein's group has demonstrated that increasing the number of genes in the input database does not improve the resolution power of the output phylogenetic trees.
МХК-ның дамуы
Mhc эволюциясының зерттеуіне үш маңызды болжам негіз болып табылады: Біріншіден, Mhc барлық омыртқасыздарда жоқ. Екіншіден, жауы жоқ омыртқалы жануарлар (Агната) монофилетті және жауы бар омыртқалы жануарлардың (Гнатостома) бауырлас тобы болып табылады. Үшіншіден, жауы жоқ омыртқалыларда MHc жоқ, ол барлық жауы бар омыртқалыларда бар. Клайн тобы осы болжамдардың қазіргі жалпы қабылдануына елеулі үлес қосты. МХК-ның омыртқалы емес жануарларда болмауы омыртқалы емес геномы МХК гендерінің гомологтарын анықтауға мүмкіндік бермеген кезде анық болды. Клайн тобы агнатан мен гнатостом түрлерінің ұзақ ДНК-ын клондау, тізбектеу және талдау арқылы агнатан монофиліне күшті қолдау көрсетті. Олар Макс Купердің тобымен бірлесіп лимфоциттерге ұқсас жасушаларды оқшаулады, клондады, тізбектеп, осы жасушаларда экспрессияланатын гендерді талдады, бірақ Mhc генінің гомологтарын таппады. Алайда олар адаптивті иммундық жүйенің біртіндеп дамып келе жатқанына дәлел тапқан. Олар жааксыз омыртқалыларда бірнеше көмекші компоненттер мен жолдардың бар екенін көрсете алды, олар AIS үш орталық рецептор (Mhc, Tcr және Bcr) жаакты омыртқалыларда пайда болған кезде пайда болды. Олар сондай-ақ бұрандалы омыртқалыларда Mhc гендерінің барлық жерде болуына дәлел келтірді, мұндай гендерді көптеген сүйекті балықтардың түрлерінде (зебрабалық (Danio rerio), цихлид Aulonocara hansbaenschi, тилапия (Oreochromis niloticus), карп (Cyprinus carpio), гуппи (Poecilia reticulata), үш тікұйрықты stickleback (Gasterosteus aculeatus), swordtail (Xiphophorus)); coelacanth (Latimeria chalumnae), африкалық өкпе балығы (Protopterus aethiopicus); құстар (Бенгалиялық финк (Lonchura striata), Дарвин финктері және олардың Оңтүстік Америка туыстары); метатериялық сүтқоректерге (red necked (Macropus rufogrise) және ефренриандық сүтқоректерге (молекулалық құс (Spalax) сияқты) және Ескі әлемнің әртүрлі примандары, соның ішінде маймылдар, платондар, маймырттар (Myrhini), жаңа әлемнің маймырттары) және марих (Myrhini). Осы түрлердің бірнешеуінде олар Mhcs ұйымын да, әсіресе зебра балықтарында, ойлап тапты. Mhc гендерінің эволюциясына келетін болсақ, Клайн тобы оның жалпы контурларын сипаттауға елеулі үлес қосты. Йоко Сатта мен Наоюки Такахатамен бірлесіп, олар Mhc гендерінің эволюциялық жылдамдығын бағалау әдісін әзірледі және бұл жылдамдықтың Mhc емес гендердің орташа жылдамдығына жақын екенін көрсетті және олар Mhc гендерінің теңгерімдеуге ұшырауына дәлел келтірді. Сонымен қатар, олар іріктеу конвергентті эволюция арқылы ұқсас немесе бірдей қысқа реттілік мотивтерінің тәуелсіз, қайталанатын пайда болуына әкелетінін дәлелдеді. Клайн өзі ұзақ уақыт бойы осы механизм мен оған ұқсас механизмдер, жалпыға танымал "гендік конверсиядан" гөрі, мотивтердің шығу тегін түсіндірді деген пікірді қолдады. Клайн тобы эволюция кезінде Mhc гендердің қайталануы мен жойылуы арқылы бірнеше рет кеңейіп, қысқарады деп көрсетті. Мысалы, олар үш негізгі приматтардың әрқайсысында - прозимиандар, NWM және OWM - II класты гендер отбасыларының кейбірінің эволюциясы бір ата-бабалық генге созылудан кейін қайтадан басталғанын көрсетті. Олар "III класты" гендер С4 және CYP21 мысалында аккордеонның кеңейіп, жиырылуы мүмкін механизмді көрсетті. Жоғарыда айтылғандай, C4 генінде комплемент жүйесінің бір компоненті кодталады, ал CYP21 генінде глюкокортикоид және минеральды кортикоид гормондарының синтезделуіндегі негізгі фермент кодталады. Осылайша екі ген бір-бірімен және I және II кластағы гендермен байланысты емес, бірақ олар кездейсоқ модульге қосылады, ол примат эволюциясы кезінде бірлік ретінде қайталанады немесе үш еселенеді. Бұл байланыс бастапқы C4 CYP21 қос буынының екі жағында да бірдей қысқа реттілік мотиві кездейсоқ пайда болған кезде пайда болған сияқты. Содан бері қарама-қарсы флангтардың кез-келген дұрыс емес орналасуы модульдің қайталануына немесе жойылуына әкеліп соғады.
Three critical assumptions underlie the study of Mhc evolution: First, the Mhc is absent in all non vertebrates. Second, jawless vertebrates (Agnatha) are monophyletic and are a sister group of jawed vertebrates (Gnathostoma). And third, jawless vertebrates lack the Mhc, which is present in all the jawed vertebrates. Klein's group contributed significantly to the current general acceptance of these suppositions. The absence of the Mhc in non vertebrates became apparent when scrutiny of non vertebrate genomes failed to identify homologs of Mhc genes. Klein's group provided strong support for agnathan monophyly by cloning, sequencing, and analyzing long DNA stretches of the representative agnathan and gnathostome species. And they isolated, in collaboration with Max Cooper's group, lymphocyte like cells, cloned, sequenced, and analyzed genes expressed in these cells, and found no evidence for expressed Mhc gene homologs. They did find, however, evidence for gradual evolution of the adaptive immune system. They could demonstrate the presence in jawless vertebrates of several auxiliary components and pathways, which the AIS co opted when the three central receptors (Mhc, Tcr, and Bcr) emerged in the jawed vertebrates. They also contributed evidence for the omnipresence of Mhc genes in jawed vertebrates by identifying such genes in a wide range of species from bony fishes [zebrafish (Danio rerio), cichlid Aulonocara hansbaenschi, tilapia (Oreochromis niloticus), carp (Cyprinus carpio), guppy (Poecilia reticulata), threespine stickleback (Gasterosteus aculeatus), swordtail (Xiphophorus)]; through coelacanth (Latimeria chalumnae), African lungfish (Protopterus aethiopicus); birds [Bengalese finch (Lonchura striata), Darwin's finches and their South American relatives]; to metatherian mammals [red necked wallaby (Macropus rufogriseus) and eutherian mammal [rodents such as the mole rat (Spalax ehrenbergi)] and a variety of primates including prosimians, New World monkeys (NWM, Platyrrhini), Old World monkeys (OWM, Catarrhini) and apes]. In several of these species they worked out also the organization of the Mhcs, most notably in the zebrafish. As for the evolution of the Mhc genes themselves, Klein's group contributed significantly to the description of its general outline. In collaboration with Yoko Satta and Naoyuki Takahata, they developed a method for estimating the evolutionary rates of the Mhc genes and demonstrated that the rate was close to the average rate of most non Mhc genes, and they provided evidence that the Mhc genes are subject to balancing selection. They also provided evidence that the selection leads to the independent, repeated emergence of similar or identical short sequence motifs by convergent evolution. Klein himself has long championed the view that this mechanism and mechanisms similar to it, rather than the generally favored "gene conversion", explained the origin of the motifs. Klein's group demonstrated that during its evolution, the Mhc undergoes repeated rounds of expansion and contraction by gene duplications and deletions –in Klein's terminology, an accordion mode of evolution. Thus, for example, they showed that in each of the three major primate lineages – the prosimians, the NWM and the OWM – evolution of some of the class II gene families started anew after a contraction to a single ancestral gene. And on the example of two "class III" genes, C4 and CYP21, they illustrated a mechanism by which the accordion might be expanding and contracting. The C4 gene, as already stated, codes for a component of the complement system; the CYP21gene codes for a key enzyme in the synthesis of glucocorticoid and mineralcorticoid hormones. The two genes are thus unrelated to each other and to the class I and class II genes, but they are accidentally hooked together into a module, which has been found to duplicate or triplicate as a unit during primate evolution. The hook up seems to have arisen, when an identical short sequence motif arose by chance at both flanks of the initial C4 CYP21 doublet. Since then, an occasional misalignment of the opposite flanks has led to an unequal crossing over and so to duplications or deletion of the module.