Кіріспе

Чех-американ иммунологы (1936-2023) Ян Клейн (18 қаңтар 1936 - 7 мамыр 2023) - чех-американ иммунологы.

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.

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.

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.

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.

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)...

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.

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.

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.

Эволюциялық биологияда ТСП тұжырымдамасының қолданылуы

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.

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.