Бесплатный автореферат и диссертация по биологии на тему

Эволюция генов семейства лейкоцитарных FC-рецепторов

ВАК РФ 03.00.15, Генетика

Автореферат диссертации по теме "Эволюция генов семейства лейкоцитарных FC-рецепторов"



На правах рукописи УДК 575.1:575.8:612.112

ГУСЕЛЬНИКОВ СЬРГЕЙ ВЛАДИМИРОВИЧ

ЭВОЛЮЦИЯ ГЕНОВ семейства лейкоцитарных РС-РЕЦЕПТОРОВ

Генетика-03.00.15

АВТОРЕ ФЕ РА Т диссертации на соискание ученой степенн каплица биологических наук

Новосибирск 2003

Работа выполнена в лаборатории и мму ноге нетики Института цитологии и генетик» СО РАН, г. Новосибирск

Научный руководитель: кандидат биологи1чески.\ наук

Тирании Л. В.

Институт цитологии и генетики СО РАН, г. Новосибирск

Официальные оппоненты; доктор биологических наук, профессор

Дым ты ц Г. М.

Иисти гут цитологии и генетики СО РАН, г. Новосибирск

кандидат биологических наук Лактионов П. П. Институт химической биологии и фу идам ентал ьной м ед! mi 1 н ы СО РАН, г. Новосибирск

Ведущая организация: Лимнологический институт СО РАН,

г. Иркутск

Заиптта диссертации состоится 21 января 2004 г, на утреннем заседании диссертационного совета Д - 003.011.01 в конференц-зале Института цитологии и генетики СО ¡'АН но адресу; 630090, Новосибирск, проспект академика М. А. Лаврентьева, 10, тел/факс: (3832)331278, e-mail: disso\ ;я bionet.nsc.ru

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Института цитологии и генетики СО РАН.

Автореферат разослан "32." 2003 г.

Учены П секретарь диссертационного совета доктор биологических наук

А. Д. Груздев

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность проблемы. В ходе эволюции многоклеточными организмами были выработаны различные стратегии защиты от патогенов. Беспозвоночным присущ врожденный иммунный ответ, характеризующийся относительно неспецифичными реакциями, основанными главным образом на фагоцитозе и выработке широкого спектра антибактериальных факторов. У позвоночных распознавание и элиминация чужеродных антигенов осуществляется чрезвычайно сложной системой иммунитета, включающей как неспеиифичные, так и специфичные механизмы. Становление адаптивного иммунитета в процессе эволюции позвоночных является ярким примером того, как из ограниченного количества предковых генов путем дупликаций и согласованной структурно-функциональной дивергенции возникает чрезвычайно сложная генетическая система. В первую очередь это относится к генам надсемейства иммуноглобулинов (^Р) - у млекопитающих обнаружено около тысячи генов этого надсемейства, на порядок больше, чем у беспозвоночных. Выяснение последовательности событий в процессе экспансии 1§5Р молекул важно для понимания фундаментальных принципов формирования и функционирования иммунной системы.

Первоочередным подходом в реконструкции эволюционной истории иммунной системы является выявление филогенетических связей между различными семействами ^Р, а также отдельными молекулами, близкие гомолога которых не были обнаружены. Объектом настоящего исследования является семейство лейкоцитарных Рс-рецепторов (РсЙ.), Эта группа структурно родственных поверхностных белков получила свое название из-за способности связывать константные области тяжелых цепей иммуноглобулинов Экспрессия на разных типах лейкоцитов, в том числе и на тех, которые лишены собственных антиген-распознающих рецепторов, делает РсЯ-семейство важным элементом объединения клеточного и гуморального иммунитета. По своим сигнальным функциям БсК разделяются на ингибируюшие и активирующие рецепторы. Первый класс несет в цитоплазматическнх районах тирозин-ос но ванные ингибирующие сигнальные мотивы (1Т1М), второй экспрессируется на поверхности молекул в комплексе с сигнальными субъединицами, несущими тирозин-основанные активирующие мотивы (1ТАМ). Активирующие рецепторы ответственны за запуск эффектор ных функций лейкоцитов, таких как фагоцитоз и антител оза висим ая цитотоксичность, ингиоирующне рецепторы способны подавлять эффекторные реакции и блокировать

синтез антител. До настоящего времени FcR были описаны только у млекопитающих, их структурная взаимосвязь с другими семействами JgSF и эволюционное происхождение остаются неясными. К началу настоящей работы было неизвестно также, имеются ли у млекопитающих гены, в структурном отношении родственные генам FcR.

Цели и задачи исследования. Целью данного исследования является изучение эволюции генов FcR у наземных позвоночных. Были поставлены две основные задачи:

1, Идентификация и структурный анализ неизвестных FcR-подобных генов у представителей млекопитающiix, человека и мыши (Homo sapiens и Mus muscitlus).

2. Идентификация и структурный анализ FcR-подобных генов у представителя земноводных, африканской шпорцевой лягушки (Хспорш îaevis).

Научная новизна. У человека и мыши впервые идентифицированы две группы генов, гомологичных генам FcR и названных 1FGP и FCRL. У африканской шпорцевой лягушки впервые идентифицировано семейство FcR-подобных генов, названных XFL. Определены взаимное расположение и зкзон-интроннал организация FcR-подобных генов у человека и мыши. Установлено, что дупликации генов в семействе происходили видоспецифичным образом и сопровождались перетасовкой экзонов, в результате которой у разных видов возникали рецепторы с различной модульной организацией.

Научно-практическая ценность. Идентификация новых генов, принадлежащих к FcR-семейству, вносит вклад в генетику и иммунологию человека, мыши и шпорцевой лягушки, а также в развитие представлений об эволюции иммунной системы и механизмах филогенетической экспансии IgSF. Апробация работы. Материалы диссертации докладывались на:

1. 11-м Международном иммунологическом конгрессе, Стокгольм, Швеция, 2001;

2. 9-м Международном ISDCI конгрессе, Ст. Андрю, Шотландия, 2003;

3. 2-м Международном симпозиуме "Эволюция жизни на Земле", Томск, 2001;

4. Конференции молодых ученых биологических институтов СО РАН, Новосибирск, 2001;

5. Семинаре в Департаменте микробиологии и иммунологии Медицинского центра Университета г. Рочестер, США, 2003;

6. Отчетных сессиях аспирантов Института цитологии и генетики СО РАН в 2001 и 2002 гг. МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ

В данной работе мы использовали следующие методы молекулярной биологии и генной инженерии; выделение плазмидной и фаговой ДНК из Е. coli, выделение геномной ДНК и суммарной РНК из эу кар иотических клеток; синтез кДНК с помощью обратной транскриптазы; основные методы клонирования ДНК; ПЦР; определение нуклеотидной последовательности; скрининг кДНК библиотек ДНК-зондами; Саузерн-блот гибридизация ДНК, Кроме того, мы широко использовали биоинформационный подход для анализа кДНК и геномных последовательностей. РЕЗУЛЬТАТЫ И ОБСУЖДЕНИЕ

Идентификация новых FcR-подобных генов у человека и мыши

Для выполнения первой поставленной задачи была использована следующая схема, сочетающая экспериментальный и биоинформационный подходы:

1. Компьютерный анализ EST баз данных, выявление кДНК, кодирующих Fc-подобные рецепторы, секвенирование и структурный анализ кДНК, полученных из коллекций IMAGE консорциума, оценка количества FcR-подобных генов с помощью Саузерн-блот анализа (рнс. 1).

2. Компьютерный анализ публикуемых геномных последовательностей человека и мыши, конструирование на их основе специфических праймеров, амплификация кДНК, клонирование полученных ПЦР-фрагментов и их структурный анализ.

Pvull Hi nd Ш PvuJI Bam HI

- t и»» # ■ ^ ^ wг* Ц а ж f -■А ■ ■ ш kb 10.0 €.0 3.0 1.0 •.• • -rf* . * > ii - . ' -i »id- ■ jV , Ш Ж Щ «, Ж _ Щ * r кь Рис. 1. Саузерн-блот Ю'О анализ геномной б.о ДНК человека (А) и мыши (В) показывает существование у обоих видов ^ обширного —-— семейства РсИ-подобных генов. 1.0

А В

з

В результате нескольких циклов использования вышепри веде иной схемы нам удалось предсказать существование восьми FcR-подобных генов у человека (Ь) и шести у мыши (ш). На уровне кДНК были охарактеризованы шесть генов человека и три гена мыши. Идентифицированные гены можно разделить на две группы, одну мы условно назвали FCRL (FcR-Jike), а другую - IFGP (IgSF FcR gg42). В первую группу входит по два гена (FCRLI и FCRL2) и у человека, и у мыши. Для генов этой группы характерно то, что они кодируют предположительно секретируемые четырех доме иные белки. Три N-концевых домена FCRL белков принадлежат к IgSF и относятся к тем же трем гомологичным типам ИГ-домеков (D1-D2-D3), которые встречаются в составе лейкоцитарных Fc-рецепторов, Четвертый С-концевой домен FCRL богат остатками Ser/Thr/Pro и не имеет явной гомологии с известными белковыми последовательностями (рис. 2А).

Вторая группа FcR-подобных генов включает 4 гена мыши (mlFGPi-3 и mlFGPó) и 6 генов человека {hlFGPi-6). IFGP гены кодируют трансмембранные рецепторы Í типа, внеклеточные области которых состоят из 2-9 ИГ-доме нов. Среди ИГ-доменов IFGP можно выделить как уже упомянутые домены D1-D3 типа, так и два новых типа, которые мы обозначили D4 и D5. Критериями отнесения домена к тому или иному типу были: процент гомологии между аминокислотными последовательностями доменов, значения, выдаваемые программами FASTA2 и BLAST2, но главным образом -присутствие характерных мотивов. Корректность разделения доменов на 5 типов поддерживается топологией ветвей филогенетических деревьев, построенных на основе аминокислотных последовательностей FcR-подобных белков с помощью нескольких алгоритмов (парсимонии, максимального правдоподобия и матрицы расстояний). Во всех трех случаях последовательности, соответствующие доменам каждого из пяти типов, кластеризуются на одной ветке филогенетического дерева и располагаются отдельно от последовательностей, соответствующих доменам остальных четырех типов.

Особенностью рецепторов IFGP-группы является уникальное разнообразие доменного состава внеклеточных областей. Каждая из 10 молекул человека и мыши отличается от других по количеству и/или комбинации типов доменов. Особенностью hIFGP3 к hIFGP5 является наличие соответственно двух и шести доменов типа D5. mIFGP2, помимо своей особой комбинации ИГ-доменов, выделяется отсутствием трансмембранного района и наличием на СООН-конце домена, принадлежащего к надсемейству с кавенджер-рецепторов

(рис. 2В). Насколько нам известно, это первый пример мозаичного белка, объединяющего в своем составе домены и скавенджер-рецепторов.

|А|ЬГсуШ РСКЫ ГСКЬ2 ш Ь т Ь

12 3 6 тТГСР

2 3 4 5 МГСР

%р42 РЕСАМ-1

Рис. 2. Схематическое изображение РСЫ. (А) и [РОР (В) рецепторов человека (Ь) и мыши (т), а также gp42 атигена крысы и РЕСАМ-1 человека (С). ИГ-домены пяти гомологичных типов (01-Ь5) показаны овалами с разными вариантами штриховки. Треугольниками обозначены муцин-подобные (ОМ) домены РСИ-, квадратом -скавенджер-подобный (08) домен га1Р0Р2. ОР1-якорь ёр42 показан стрелочкой.

Сравнение РСЕЬ и 1РЙР молекул с другими белками ^ЭР показало, что тШСРб является ортологом £р42 крысы, поверхностного рецептора ЫК клеток с неизвестной функцией. Таким образом, gp42, близкие гомологи которого ранее были неизвестны, также является членом ГРвР-группы и соответственно членом РсИ. семейства. Важно отметить, что по своей архитектуре gp42 отличается от других 1РвР молекул. Он лишен цитоплазматического участка и связывается с клеточной мембраной через ОРТ-мостик. Кроме того, мы обнаружили домены 03-05 типов в составе РЕСАМ-1, рецептора тромбоцитов и эндотелиальных клеток (рис. 2С), Этот факт свидетельствует о том, что РсИ-подобные белки и РЕСАМ-1 имеют общие эволюционные корни.

Компьютерный анализ геномных последовательностей позволил определить взаиморасположение и экзон-интронную структуру ГСЛЬ н 1Р0Р генов у человека и мыши, 1РСР1-1Р&Р5 гены человека располагаются на большом плече хромосомы I в районе полосы 21 (1ч21). РСШ1 и РСЯ12 гены располагаются в районе 1я23 в непосредственной близости от кластера генов низкоаффинных Рс-рецепторов к Между 1Р(ЗР5 и 1Р0Р6 генами имеются как минимум два псевдогена ¡РОР >//1 и 1РСР у/2. РСЯЬ гены мыши располагаются на первой хромосоме в непосредственной близости от генов лейкоцитарных РсИ. Гены 1РСР, а также ген, кодирующий FcgRI мыши, находятся на третьей хромосоме, в районе, синтенном Ц21 району человека.

Анализ геномной экзон-интронной структуры РсЯ-подобных генов человека и мыши позволил выявить следующие закономерности: лндерные пептиды РСРХ и 1РвР кодируются двумя экзонами, и «топл азматич ее кие районы 1РвР - пятью экзонами, кроме того, каждый трансмембранный и внеклеточный ИГ-до мен кодируется одним экзоном (рис, 3).

Цитоплазматические участки всех идентифицированных ШвР рецепторов обладают значительным сходством и содержат консервативные тирозиноэые остатки (рнс. 4). ш!Р0Р1, ЫРОР2-4 рецепторы содержат 1ТАМ-подобн ы е мотивы вида <3/ЕххУххУхлУххУ/1. Кроме 1ТАМ-подобных, ЫРСР2, ЫРвРЗ и ЫЕ0Р4 рецепторы содержат по одному "классическому" У/ЬЛхУххЛ'/ЬЛ 1Т1М мотиву, а ЫР0Р5 - даже 2 таких мотива. Кроме того, все молекулы дополнительно содержат 1-4 потенциальных 1Т1М-мотива.

и

1 кЬ

Ы

1кь 1ЛЬ2 01 Б2 ОЗОМЗ'ЦТ - -

Кс>'К1]Ь

ГСКЬ2

РСШЛ ПИИ—I

12 02 БЗ ОМЗ'иТ

20 кЬ

В

\FGPG 1РСР1 1РвР4 1РСРЗ 1РСР2 1РСР5

157.57 155,64 155.59 155.52 155.42 155.37МЬ

—в—в-Ш-в—и-

1.1 12 03 04 05 Т С1-5

и 1.2 01 т РЗ 04 Т С1-5 +4---

и 1.2 01 02 рз 04 05.1 Ц5.2 Т С1-5

А

-Н

- ЫГЭР!

. [\\FGP2

ЫРвРЗ

1_1 L2 02 03 04 05 Т

С1-5

{\\ )| ЫРвР4

И 12 0*\ 02 03 05.1 05.2 05.3 05.4 05.5 05.6 ТС1-5

1-

+

+-

+

+-н-»

ш

-(г Ь1РйР5

1 кЬ

1.1 12 02 03О5ТС1-3

-4-

Н1- Г^Рб

Рис, 3. Вшшное расположение и интрон-экзонная организация ГСНЬ (А) и /ЯЗ/5 (В) генов человека, Вертикальными линиями и черными прямоугольниками показаны экзоны, белыми прямоугольниками - псевдоэкзоны, серыми -транскрибируемые, но нетрапелируемые (З'-иТК) области. 1Л-2 - экзоны, кодирующие ли дери ьш пептид, 1)1-03 — ИГ-нолобные домены, ОМ - муцин-подобный домен, Т - трансмембранный район, С1-5 - цитоплазматический участок. Расстояния до 1Р0Р генов от дистального конца малого плеча хромосомы ланы в миллионах пар оснований и взяты из проекта ЁпяетЫ (\v\vw.cnsembl.org). Расстояние между 05.3 и 05.4 экзонами 1Р0Р5 составляет -6,7 тыс, п. о.

МЕЧ5Р1 т1ЕЧЗР1

ЫРвРЗ ЫРСР4 ЫРвР5

ЫРвР1

ЫГОР2 М^РЗ МЕ'вР4 ЫРвР5

ЗСТ>Е\ПГЗ

рлс;

'3

НРККСЛЗЬ Р605ЫР1; ЗТОУО

6НКЗА-1ШРЬ-----------1151.РЗР1,РОЕ2т0ыфРТР---<3$!,

-----------ЛЗРРйТУЬайЗТХРКРРОЗ---

УБЕТлЗ—БЕТ-----------НЬРРАРСРСЕ35Н31СРА0---1/Е

СЮЬЗАТСТЗЗНЗРЗЕСОЕРЗБЗКРЗЕЮРОЕРТНЗКРЬАР---МЕ^

-ЕЭвАТНЕР------------ЕСАЗЕРНРдЕЙтЯз БП- Т РОМЕЕЕ^

СЯКРА-ББРА-----------Р£Р5ОЗОЗОЕдТ0НМЩ—Р-А«ЕЕ:

I I

¡^ЕОЕЗУААЕТЬвТН-МЕО—-------------------------

-------------------------

ЬС-ЕЕЕЕАНТ£КТЬЬЕОК—тГЗйГ™ЗвЙкТСНРОНЗАСК155К-------ОЕЕЗ-------------

НТ-КШвИНСРЬМНОЕНЕ—ЕЬТй-хДззЯккТ НРИОЗАЗЕАБЗНСИАНЕЕСОЕВМУЕНУРКУЪЬАЗОН

0Р-Е3-51Ш- 1МЬГЛНК- -рзоЯ- таззйскэ----------------—-----------------

ЕКККНАУАЗР РЙНЬГШКС ~-3РЦ-ХЦЭЕЙКУАБТРУЗбЗЬРЬАЗвАРНЯ-------------------

Рис. 4. Выравнивание предсказанных аминокислотных последовательностей цитоплазматических областей 1РОР человека (Ь) и мыши (т). Консервативные аминокислотные остатки отмечены серым цветом. Тире обозначают разрывы, внесенные для выравнивания. Белыми буквами на черном фоне отмечен!,[ тирозин-ос но ванные мотивы, 1ТАМ-подобные мотивы взяты в рамку. Стрелками показаны границы участков, кодируемых разными экзонами.

Таким образом, полученные нами данные демонстрируют, что ранее описанные Fc-реценторы млекопитающих представляют собой лишь часть большого и чрезвычайно гетерогенного семейства белков, возникшего путем множественных дупликаций одного гена. Важной особенностью этого семейства является видоспецифичный характер его экспансии у приматов и грызунов. Функции идентифицированных молекул остаются неизвестными. Маловероятно, что, подобно классическим FcR, все эти белки взаимодействуют с иммуноглобулинами. Особенности состава внеклеточных доменов у FCRL и IFGP говорят о различных лиганд-связывающих свойствах этих рецепторов. Различия в количестве и "качестве" тирозин-основанных мотивов IFGP свидетельствуют в пользу того, что разные рецепторы имеют различные сигнальные функции. Наконец, FcR-подобные рецепторы отличаются способом прикрепления к мембране (трансмембранные рецепторы I типа, GPI-связанные и секретируемые формы), что может значительно расширять спектр осуществляемых функций.

Идентификация FcR-подобных генов у Xettopus laevis

Лейкоцитарные FcR до настоящего времени были идентифицированы только у млекопитающих. Для определения последовательности событий в эволюции семейства и соответственно для выявления роли этих событий в функциональном усложнении иммунной системы, необходимы клонирование и анализ FcR-подобных генов у филогенетически удаленных от млекопитающих видов.

В настоящей работе мы провели поиск FcR-подобных генов у представителя земноводных, африканской шпорцевой лягушки Xenopus laevis. Был использован тот же экспериментально-биоинформационный подход, с помощью которого были идентифицированы IFGP и FCRL гены млекопитающих; анализ EST баз данных, анализ полученных из IMAGE косорциума кДНК, ПЦР, Саузерн-блот анализ и скрининг кДНК библиотек.

В результате было идентифицировано обширное семейство генов, состоящее из трех групп - XFL1, XFL2 и XFL3 (Xenopus FcR-like). Всего нами было охарактеризовано на уровне кДНК 8 генов из группы XFL1 и по одному гену из XFL2 и XFL3. Анализ EST баз данных, а также Саузерн-блот анализ геномной ДНК X. laevis (рис. 5) свидетельствует о том, что у этого вида существует около 20 FcR-подобных генов.

Рис. 5. Саузерн-блот анализ геномной ДНК X. /аеуи с использованием ХИЫ- (А), ХРЬ2- (В) и ХРЬЗ-специфических (С) зондов. Каждый зонд лежит в пределах одного экзона.

Анализ последовательностей кДНК показал, что гены ХР1 кодируют трансмембранные рецепторы 1 типа, внеклеточные области которых состоят из 3-6 НГ-доменов шести подтипов (01-05 и 01), встречающихся в составе молекул Рс Я-подобных белков млекопитающих. Исключением являются домены ХРЫ .5 и ХРЫД которые по структуре наиболее близки к ИГ-доменам древнего Т-типа, входящим в состав ^БР молекул беспозвоночных. Охарактеризованная нами ХРЬЗ кДНК кодирует секретируемый белок с одним БЗ доменом (рис. 6).

Помимо присутствия домена О! типа, видоспецифичной особенностью некоторых ХРЫ молекул является наличие 2-3 в ысокогел о ги ч ных доменов 03 типа (65-90% сходства по аминокислотным остаткам). Домены 01 и 02 типов ХРЫ молекул имеют меньший процент сходства - 45-60%. Сравнительный анализ внеклеточных областей показал, что различные молекулы ХРЫ в значительно большей степени гомологичны друг другу, чем РсЯ-подобным рецепторам млекопитающих. Этот факт свидетельствует о том, что ХРЫ семейство у лягушки возникло в результате серии таксон- или видоспецифичных дупликаций.

Цитоплазматические участки многих ХРЬ молекул содержат от одного (ХРЫ.1 и ХРЬ 1.2) до пяти (ХРЬ 1.3 и ХРЬ 1.4) тирозин-основанных сигнальных мотивов (рис. 6). Классическим требованиям удовлетворяют лишь немногие. Так, ХРЬ 1.4 и ХРЫ.5 содержат по

одному "классическому" 1Т1М мотиву, ХБЦЗ — два таких мотива и, наконец, ХРЫ.З - целых три. Кроме того, мотивы ХНЛ.З образуют попарно 2 1ТАМ-подобных мотива.

1.1 1.2 1.3 1.4 1.5 1.6 1.7 ХПЛ ХРЬЗ Рис. 6. Схематическое изображение ХИ, рецепторов шпорцевой лягушки. ИГ-домены пяти гомологичных типов (01-05), а также 01 типа, показаны овалами с разными вариантами штриховки. Серыми прямоугольниками обозначены тирозин-основанные сигнальные мотивы в цитоплазматических областях рецепторов.

ХБЬ2 и ХРЫ.7 молекулы имеют довольно сходные укороченные цитоплазматические участки. Так как эти участки не содержат ткрозш-основанных мотивов, ХРЬ2 и ХРЬ1,7, возможно, образуют рецепторные комплексы с сигнальными вспомогательными субъедикицами, содержащими активирующие 1ТАМ мотивы. В пользу такого предположения свидетельствует также тот факт, что трансмембранные районы этих двух белков сходны друг с другом и существенно отличаются от трансмембранных районов других ХРЬ рецепторов. Первыми кандидатами на роль вспомогательных молекул являются недавно идентифицированные нами Рсйу и ТсЯС, молекулы

X. 15.

Полученные данные показывают, что Рей-подобные гены имеют достаточно древнее эволюционное происхождение. Как и в случае млекопитающих, у амфибий среди белков этого семейства есть

поверхностные рецепторы с предположительно разными сигнальным» свойствами, а также се третируемые молекулы. Вместе с тем, за исключением FcyRI-сходного XFL2, все FcR-подобные молекулы лягушки имеют видоспецифичную архитектуру, ЗАКЛЮЧЕНИЕ

У человека, мыши и африканской шпорцевой лягушки (Xenopus laevis) мы идентифицировали 28 новых генов семейства лейкоцитарных FcR (ранее было известно 13). Полученные данные свидетельствуют о том, что у каждого из исследованных объектов (Homo sapiens, Mus muscuhts, Xenopus laevis) эволюция семейства шла в идо специфично. Среди десяти IFGP молекул человека и мыши нет ни одной пары со сходным набором внеклеточных ИГ-доменов. Важно отметить, что некоторые из пар молекул FcR семейства (например, FcyRII и mIFGP4 или FceRI и hlFGPl) не содержат общих структурных элементов. Таким образом, филогенетическая связь между этими заведомо родственными молекулами выявляется только при рассмотрении семейства в целом.

Очевидно, что основным механизмом эволюции семейства были дупликации, которые часто сопровождались внутри- и межгенными рекомбинациями, приводившими к потере îi/или умножению разных доменов в дочерних копиях, а также к приобретению доменов, не относящихся к îgSF. Вполне вероятно, что различные домены предковых молекул могли иметь разные л и ган д-с вязы ва ющ ие свойства. Фиксация дочерних копий, отличавшихся комбинациями доменов, могла быть связана с преимуществами раздельной экспрессии вариантов, обладающих способностью связывать разные лиганды. Еще одним важным компонентом эволюции семейства были рекомбинации и мутации в экзонах, кодирующих трансмембранные и цнтоплазмати тес кие области молекул. Инактивация различных тирозин-основанных мотивов в дочерних копиях могла приводить к возникновению молекул, обладающих разными сигнальными свойствами. Наконец, результатом дивергенции и/или потери экзонов, кодирующих трансмембранные и цитоплазматические области, было появление секрегируемых факторов, GPI-прикрепленных рецепторов, а также рецепторов, лишенных самостоятельной сигнальной функции, но обладающих способностью образовывать комплексы с акти вируюшими су б ьединицами,

Представляет значительный интерес выяснение функциональной роли идентифицированных нами белков, в первую очередь - определение их лигандов. Данные, полученные в нашей лаборатории, говорят о том, что у человека все новые FcR-подобные

гены, за исключением РСЯЬ2, функционируют в иммунной системе. РСЯЫ и 1РОР1-1РОР5 экспресс и руются преимущественно в В клетках. 1РОР6 является специфическим маркером цитотоксических ЫК- и Т- лимфоцитов. Дальнейшее исследование этих генов имеет важное значение для понимания механизмов дифференциации лимфоцитов и регуляции гуморального и клеточного иммунитета.

Таким образом, результаты проведенной работы показывают, что РсЯ семейство представляет собой уникальный пример структурно гетерогенной и предположительно многофункциональной группы генов, возникшей в результате серии дупликаций и рекомбинаций из одного гена-предшественника. Дальнейшее изучение функций различных генов этого семейства представляет несомненный интерес для понимания механизмов регуляции и молекулярной эволюции специфического иммунитета.

Данные по структурному анализу молекул семейства БсЯ у Хепориз 1ае\*в настоящее время готовятся к печати.

ВЫВОДЫ

1. У человека и мыши идентифицированы и структурно охарактеризованы две ранее неизвестных группы генов рсК-семейства, названные 1РСР и РСЯЬ. С использованием методов биоинформатики установлено, что эти гены располагаются на хромосоме 1 человека и хромосомах 1 и 3 мыши и сцеплены с РсЯ-генами.

2. ГРвР группа представлена шестью генами у человека и четырьмя генами у мыши. За исключением 1РСР2 мыши, все обнаруженные 1РОР гены кодируют трансмембранные рецепторы I типа. Каждый из 10 белков человека и мыши имеет уникальную комбинацию внеклеточных доменов, среди которых встречаются пять подтипов (01 -05) ИГ-доменов и домен надсемейства скавенджер-рецепторов.

3. РСИЬ группа у обоих видов состоит из двух сцепленных консервативных генов, которые кодируют белки, состоящие из трех ИГ-доменов Р1-03 подтипов и С-кониевого домена, не обнаруженного в составе других известных белков.

4. Исследование африканской шпорцевой лягушки X. 1ае\%ч позволило впервые идентифицировать РсК-подобные гены у холоднокровных позвоночных. Девять из десяти охарактеризованных генов ХРЬ семейства кодируют белки, отличающиеся по архитектуре от белков РсЕ. семейства млекопитающих.

5. Цитоплазматические участки рецепторов, кодируемых генами ¡РйР и ХРЬ, содержат тирозин-основанные мотивы типа УххЬ/1/У,

известные как сайты связывания SH2-доменов внутриклеточных сигнальных белков. Различия в паттернах этих мотивов и в окружающих их последовательностях свидетельствуют о разных сигнальных функциях рецепторов.

6. FcR семейство эволюционировало путем дупликаций и рекомбинаций, происходивших видоспецифичным образом и сопровождавшихся перетасовкой структурно-функциональных элементов, ответствен ных за лиганд-специфичность, способ прикрепления к мембране и сигнальные свойства белков. Механизмы возникновения видового и межвидового разнообразия FcR-подобных молекул позволяют объяснить отсутствие явных филогенетических связей между членами надсемейства иммуноглобулинов и высокие темпы генерации белков с новыми функциями в ходе эволюции иммунной системы.

Публикации по теме диссертации

1. Mechetina L. V., Najakshin А. М., Volkova О. Yu., Guselnikov S. V., Faizulin R. Z., Alabyev B. Yu., Chikaev N. A., Vinogradova M. S. and Taranin A. V, FCRL, a novel member of the leukocyte Fc receptor family possesses unique structural features. Eur. J. Immunol, 2002.32(1); 87-96.

2. Guselnikov S, V., Ershova S. A., Mechetina L. V., Najakshin A, M„ Volkova O. Y., Alabyev B. Y. and Taraniri A, V. A highly diverse family of human and mouse genes structurally links leukocyte FcR, gp42 and PECAM-1. Immunogenetics. 2002. 54(2): 87-95.

3. Mechetina L. V., Najakshin A. M., Volkova O. Y., Faizulin R. Z„ Guselnikov S. V„ Alabyev B. Y, and Taranin A. V, Definition of the novel CD64-like protein expressing in germinal centers. Proceedings of the 11th International Congress of Immunology. Stockholm, Sweden, 22-28 July, 2001, Scand. J. Immunol., V. 54, Supplement I, Thu, P. 36.

4. Guselnikov S. V., Mechetina L. V., Ershova S, A., Najakshin A. M„ Alabyev B. Y,, Voikova O, Y. and Taranin A. V. Extending a family of genes structurally related to the leukocyte Fc-receptors. Proceedings of the 11th International Congress of Immunology. Stockholm, Sweden, 22-28 July, 2001, Scand. J. Immunol., V. 54, Supplement 1, Thu, P. 36.

5. Гусельников С. В., Ершова С. А., Мечетина Л. В., Волкова О. Ю., Файзулин Р. 3., Наякшин А. М., Алябьев Б. Ю., Таранин А. В. Молекулярная эволюция FcR-подобных генов позвоночных.

н

Материалы второго международного симпозиума "Эволюция жизнн на Земле", Томск, 12-15 ноября, 2001, с. 101-103.

6. Гусельников С. В., Алябьев Б. Ю., Ершова С. А., Баранов К. О. и Горчаков Р. В. Структурно-функциональный анализ FcR-подобных GBS/1FGP рецепторов человека и мыши. Материалы конференции молодых ученых, посвященной М. А. Лаврентьеву, Новосибирск, 4-6 декабря, 2001, часть II, с. 9-11.

7, Taranin A. V„ Najakshtn А. М., Guselnikov S. V., Ershova S. А., Mechetina L. V., Volkova О. Yu. and Robert J. Extensive species-specific exon-shuffling in the evolution of the FcR family. Proceedings of the 9th Internationa] Congress of ISDCI. St. Andrews, Scotland, 29 June - 4 July, 2003, P. 123.

Подписано к печати 2,12,2003

Формат бумаги 60 х 90. Печ. л. I. Уч. изд. л, 0,7.

Тираж 100 экз. Заказ 135

Ротапринт Института цитологии и генетики СО РАН 630090, Новосибирск, пр. ак. Лаврентьева, 10.

Содержание диссертации, кандидата биологических наук, Гусельников, Сергей Владимирович

Список сокращений.

ВВЕДЕНИЕ.

1. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ.

1.1. Основные принципы структурной организации лейкоцитарных рецепторов.

1.1.1. Структура ИГ-домена.

1.1.2. Прикрепление лейкоцитарных поверхностных молекул к клеточной мембране.

1.1.3. Гликозилирование лейкоцитарных рецепторов.

1.1.4. Сигнальные мотивы в цитоплазматических районах лейкоцитарных рецепторов.

1.1.4.1. Активирующие IT AM мотивы.

1.1.4.2. Ингибирующие ITIM мотивы.

1.1.4.3. Дуализм среди IT AM- и ITIM-содержащих рецепторов.

1.2. Fc-рецепторы млекопитающих.

1.2.1. Лейкоцитарные Fc-рецепторы человека и мыши.

1.2.2. Лиганд-специфичность, аффинность связывания ИГ FcR.

1.2.3. Структура рецепторных комплексов лейкоцитарных FcR человека, сигнальные субъединицы.

1.2.4. Активация и инактивация клеток Fc-рецепторными комплексами человека.

1.3. Эволюция семейства лейкоцитарных FcR.

2. МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ.

2.1. Материалы и реактивы.

2.2. Биологический материал.

2.3. кДНК и кДНК библиотеки.

2.4. Нуклеотидные последовательности кДНК.

2.5. Выделение и очистка нуклеиновых кислот.

2.5.1. Выделение ДНК.

2.5.2. Выделение суммарной РНК из эукариотических клеток.

2.6. Методы, используемые для клонирования ДНК-фрагментов.

2.6.1. Основные методы клонирования ДНК.

2.6.2. Химическая трансформация Е. coli.

2.6.3. Электротрансформация.

2.7. Полимеразная цепная реакция (ПЦР) и олигонуклеотиды. 2.8. Определение нуклеотидной последовательности.

2.9. Скрининг кДНКовой библиотеки ДНК-зондами.

2.10. Эксцизия in vivo плазмидной ДНК из фагового вектора.

2.11. Саузерн б лот-гибридизация ДНК.

2.12. Компьютерный анализ последовательностей.

2.13. Построение филогенетических деревьев.

3. РЕЗУЛЬТАТЫ И ОБСУЖДЕНИЕ.

3.1. Идентификация и структурный анализ FcR-подобных кДНК человека и мыши.

3.1.1. Определение нуклеотидных последовательностей и структурный анализ FCRL1 кДНК человека и мыши.

3.1.2. Саузерн блот-анализ геномной ДНК человека и мыши с использованием FCRLl-специфичных зондов.

3.1.3. Определение нуклеотидных последовательностей и структурный анализ IFGP кДНК человека и мыши.

3.1.4. Саузерн блот-анализ геномной ДНК человека и мыши с использованием IFGP-специфичных зондов. щ 3.1.5. Получение полных кДНК IFGP1, 2 и 3 и FCRL2 человека.

3.2. Компьютерный анализ геномных последовательностей человека и мыши, предоставленных центром Сэнгера.

3.2.1. Определение взаимного расположения FCRL и IFGP генов у человека и мыши.

3.2.2. Определение экзон-интронной организации FCRL и IFGP генов человека и мыши.

3.3. Сравнительный анализ первичной структуры IFGP и FCRL.

3.3.1. Сравнительный анализ первичной структуры ИГ-доменов

IFGP и FCRL.

3.3.2. Сравнительный анализ первичной структуры цитоплазматических районов IFGP.

3.4. Идентификация FcR-подобных генов у lctaluruspunctalus, Danio rerio и Xenopus laevis.

3.4.1. Определение нуклеотидных последовательностей и структурный анализ FcR-подобных кДНКХ laevis (XFL).

3.4.2. Саузерн блот-анализ геномной ДНК X. laevis с ипользованием XFL-специфичных зондов.

3.4.3. Поиск кДНК XFL с помощью скрининга кДНК библиотек

Xenopus LG.

3.4.4. Структурный анализ идентифицированных FcR-подобных кДНК Xenopus LG.

3.5. Сравнительный анализ первичной структуры XFL.

3.5.1. Сравнительный анализ первичной структуры ИГ-доменов XFL.

3.5.2. Сравнительный анализ первичной структуры цитоплазматических районов XFL.

Введение Диссертация по биологии, на тему "Эволюция генов семейства лейкоцитарных FC-рецепторов"

Актуальность проблемы. В ходе эволюции многоклеточными организмами были выработаны различные стратегии защиты от патогенов. Бспозвоночным присущ врожденный иммунный ответ, характеризующийся относительно неспецифичными реакциями, основанными главным образом на фагоцитозе и выработке широкого спектра антибактериальных факторов. У позвоночных распознавание и элиминация чужеродных антигенов осуществляется чрезвычайно сложной системой иммунитета, включающей как неспецифичные, так и специфичные механизмы. Становление адаптивного иммунитета в процессе эволюции позвоночных является ярким примером того, как из ограниченного количества предковых генов путем дупликаций и согласованной структурно-функциональной дивергенции возникает чрезвычайно сложная генетическая система. В первую очередь это относится к генам надсемейства иммуноглобулинов (IgSF) - у млекопитающих обнаружено около тысячи генов этого надсемейства, на порядок больше, чем у беспозвоночных. Выяснение последовательности событий в процессе экспансии IgSF молекул важно для понимания фундаментальных принципов формирования и функционирования иммунной системы.

Первоочередным подходом в реконструкции эволюционной истории иммунной системы является выявление филогенетических связей между различными семействами IgSF, а также отдельными молекулами, близкие гомологи которых не были обнаружены. Объектом настоящего исследования является семейство лейкоцитарных Fc-рецепторов (FcR). Эта группа структурно родственных поверхностных белков получила свое название из-за способности связывать константные области тяжелых цепей иммуноглобулинов (Ig). Экспрессия на разных типах лейкоцитов, в том числе и на тех, которые лишены собственных антиген-распознающих рецепторов, делает FcR-семейство важным элементом объединения клеточного и гуморального иммунитета. По своим сигнальным функциям FcR разделяются на ингибирующие и активирующие рецепторы. Первый класс несет в цитоплазматических районах тирозин-основанные ингибирующие сигнальные мотивы (ITIM), второй экспрессируется на поверхности молекул в комплексе с сигнальными субъединицами, несущими тирозин-основанные активирующие мотивы

ITAM). Активирующие рецепторы ответственны за запуск эффекторных функций лейкоцитов, таких как фагоцитоз и антителозависимая цитотоксичность, ингибирующие рецепторы способны подавлять эффекторные реакции и блокировать синтез антител. До настоящего времени FcR были описаны только у млекопитающих, их структурная взаимосвязь с другими семействами IgSF и эволюционное происхождение остаются неясными. К началу настоящей работы было неизвестно также, имеются ли у млекопитающих гены, в структурном отношении родственные генам FcR.

Цели и задачи исследования. Целью данного исследования являлось изучение эволюции генов FcR у наземных позвоночных. Были поставлены две основные задачи:

1. Идентификация и структурный анализ неизвестных FcR-подобных генов у представителей млекопитающих (человека Homo sapiens и мыши Mus musculus).

2. Идентификация и структурный анализ FcR-подобных генов у представителя земноводных, африканской шпорцевой лягушки (Xenopus laevis).

Научная новизна. У человека и мыши впервые идентифицированы две группы генов, гомологичных генам FcR и названных IFGP и FCRL. У африканской шпорцевой лягушки впервые идентифицировано семейство FcR-подобных генов, названных XFL. Установлены взаимное расположение и экзон-интронная организация FcR-подобных генов у человека и мыши. Установлено, что дупликации генов в семействе происходили видоспецифичным образом и сопровождались перетасовкой экзонов, в результате которой у разных видов возникали рецепторы с разной модульной организацией.

Научно-практическая ценность. Идентификация новых генов, принадлежащих к FcR-семейству, вносит вклад в генетику и иммунологию человека, мыши и Xenopus laevis, а также в развитие представлений об эволюции иммунной системы и механизмах филогенетической экспансии IgSF.

Апробация работы. Материалы диссертации докладывались на:

1. 11-м Международном иммунологическом конгрессе, Стокгольм, Швеция, 2001;

2. 9-м Международном ISDCI конгрессе, Ст. Андрю, Шотландия, 2003;

3. 2-м Международном симпозиуме "Эволюция жизни на Земле", Томск, 2001;

4. Конференции молодых ученых-грантодержателей биологических институтов СО РАН, Новосибирск, 2001;

5. Семинаре в Департаменте микробиологии и иммунологии Медицинского центра Университета г. Рочестер, США, 2003;

6. Отчетных сессиях аспирантов Института цитологии и генетики СО РАН в 2001, 2002.

1. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ

Заключение Диссертация по теме "Генетика", Гусельников, Сергей Владимирович

выводы.

1. У человека и мыши идентифицированы и структурно охарактеризованы две ранее неизвестные группы генов FcR-семейства, названные IFGP и FCRL. С использованием методов биоинформатики установлено, что эти гены располагаются на хромосоме 1 человека и хромосомах 1 и 3 мыши и сцеплены с FcR-генами.

2. IFGP группа представлена шестью генами у человека и четырьмя генами у мыши. За исключением IFGP2 мыши, все обнаруженные IFGP гены кодируют трансмембранные рецепторы I типа. Каждый из 10 белков человека и мыши имеет уникальную комбинацию внеклеточных доменов, среди которых встречаются пять подтипов (D1-D5) ИГ-доменов и домен надсемейства скавенджер-рецепторов.

3. FCRL группа у обоих видов состоит из двух сцепленных консервативных генов, которые кодируют белки, состоящие из трех ИГ-доменов D1-D3 подтипов и С-концевого домена, не обнаруженного в составе других известных белков.

4. Исследование африканской шпорцевой лягушки X. laevis позволило впервые идентифицировать FcR-подобные гены у холоднокровных позвоночных. Девять из десяти охарактеризованных генов XFL семейства кодируют белки, отличающиеся по архитектуре от белков FcR семейства млекопитающих.

5. Цитоплазматические участки рецепторов, кодируемых генами IFGP и XFL, содержат тирозин-основанные мотивы типа YxxL/1/V, известные как сайты связывания БШ-доменов внутриклеточных сигнальных белков. Различия в паттернах этих мотивов и в окружающих их последовательностях свидетельствуют о разных сигнальных функциях рецепторов.

6. FcR семейство эволюционировало путем дупликаций и рекомбинаций, происходивших видо-специфичным образом и сопровождавшихся перетасовкой структурно-функциональных элементов, ответственных за лиганд-специфичность, способ прикрепления к мембране и сигнальные свойства белков. Механизмы возникновения видового и межвидового разнообразия FcR-подобных молекул позволяют объяснить отсутствие явных филогенетических связей между членами надсемейства иммуноглобулинов и высокие темпы генерации белков с новыми функциями в ходе эволюции иммунной системы. mIFGPl (uc35g02)

MLPWLLLLICALPCEPAGISDVSLKTRPPGGWVMEGDKLVLICSVDRVTGNITYFWYRGALGFQLETKTQPSL TAEFEISDMKQSDADQYYCAANDGHDPIASELVSIHVRVPVSRPVLTFGDSGTQAVLGDLVELHCKALRGSPP IFYQFYHESIILGNSSAPSGGGASFNFSLTAEHSGNFSCEASNGQGAQRSEVVALNLTGLSLVPTENGISHLS LGLTGWLLGCLSFITMALIFCYWLKRKIGRQ5EDPVRSPPQTVLQGSTYPKSPDSRQPEPLYEHVHVVSGNEV YSLVYHTPQVLEPAAAQHVRTHGVSESFQVSSGLYSKPRINIAHMDYEDAM* hlFGPl (aa 63g02)

MLPRLLLLICAPLCEPAELFLIASPSHPTEGSPVTLTCKMPFLQSSDAQFQFC FFRDTRALGPGWSSS PKLQI AAMWKEDTGSYWCEAQTMASKVLRSRRSQINVHRVPVADVSLETQPPGGQVMEGDRLVLrCSVAMGTGDITFL WYKGAVGLNLQSKTQRSLTAEYEIPSVRESDAEQYYCVAENGYGPSPSGLVSITVRIPVSRPILMLRAPRAQA AVEDVLELHCEALRGSPPILYWFYHEDITLGSRSAPSGGGASFNLSLTEEHSGTSIYSCEAISINGLGAQRSEAVTL HFTVPTGARSNHLTSGVIEGLL5TLGPATVALLFCYGLKRKIGRRSARDPLRSLPSPLPQEFTYLNSPTPGQL QPIYENVNVVSGDEVYSLGTITSRSRNQ* hlFGPl (полный вариант)

MLPRLLLLICAPLCEPAELFLIASPSHPTEGSPVTLTCKMPFLQSSDAQFQFCFFRDTRALGPGWSSSPKLQI AAMWKEDTGSYWCEAQTMASKVLRSRRSQINVHRVPVADVSLETQPPGGQVMEGDRLVLICSVAMGTGDITFL WYKGAVGLNLQSKTQRSLTAEYE1PSVRESDAEQYYCVAENGYGPSPSGLVSITVRIPVSRPILMLRAPRAQA AVEDVLELHCEALRGSPPILYWFYHEDITLGSRSAPSGGGASFNLSLTEEHSGNYSCEANNGLGAQRSEAVTL NFTVPTGARSMHLTSGVIEGLLSTLGPATVALLFCYGLKRKIGRRSARDPLRSLPSPLPQEFTYLNSPTPGQL QPIYENVNVVSGDEVYSLAYYNQPEQESVAETLGTHMEDKVSLDIYSRLRKANITDVDYEDAM* mIFGP2 [vf84e06)

MPLCLLLLVFAPVGVQSDWLSISLPHRSYEGDQVVISCTGKNNGDIKRLKYFKDGYHIETYSSASSYTIRHAR RGDSG5YSCKADRKFFLFIDTTEETGSKWLNVQELFPAPGLTASPLQPVEGSSVTLSCNTWLPSDRATTQLRY SFFKDGHTLQSGWTSSKFTISAISKEDSGNYWCEAMTASRSVSKQSHRSYIDVERIPVSQVTMEIQPSRGWGV EGEPLVVEGEPLVLACSVAKGTGLITFSWHRQDTKESVGKKSQRSQRVELEIPTIRESHAGGYYCTADNNYGL IQSAIVNITVKIPVLNPLLSISVPGVLPFIGDVAELHCEDKRASPPVLYWFYHENITLANTSAPFGGKASFKL SLTAGHSGNYSCEAENAWGTKRSEVVTLNVTEPPPKVRLVNGPHHCEGRVEVEQEGRWGTVCDDGWDMRDVAV VCRELGCGAAQHTPIAMLYPPAVDEALPVLIQVALCNGTEKTLAECDQVEAFDCGHDEDAGAVCEVLPSTF* hiFGP2 (nwSOfOl)

RGSPRSNPVRLLFSSDSLILQAPYSVFEGDTLVLRCHRRRKEKLTAVKYTWNGNILSISNKSWDLLIPQASSN NNGNYRCIGYGDENDVFRSNFKIIKIQELFPHPELKATDSQPTEGNSVNLSCETQLPPERSDTPLHFNFFRDG EVILSDWSTYPELQLPTVWRENSGSYWCGAETVRGNIHKHSPSLQIHVQRIPVSGVLLETQPSGGQAVEGEML VLVC3VAEGTGDTTFSWHREDMQESLGRKTQR3LRAELELPAIRQSHAGGYYCTADNSYGPVQSMVLNVTVRE TPGNRDGLVAAGATGGLLSALLLAVALLFHCWRRRKSGVGFLGDETRLPPAPGPGESSHSICPAQVELQSLYV DGEDSLLGSCSWPQPWKDNALSALGNAPGLPKVSQIQIFPDIMCPRRVEMMLRKRHL+ hiFGP2 t полный вариант)

MLLWASLLAFAPVCGQSAAAHKPVISVHPPWTTFFKGERVTLTCHGFQFYATEKTTWYHRHYWGEKLTLTPGH TLEVRESGLYRCQARGSPRSNPVRLLFSSDSLILQAPYSVFEGDTLVLRCHRRRKEKLTAVKYTWNGNILSIS NKSWDLLIPQASSWNNGNYRCIGYGDENDVFRSNFKIIKIQELFPHPELKATDSQPTEGNSVNLSCETQLPPE RSDTPLHFNFFRDGEVILSDWSTYPELQLPTVWRENSGSYWCGAETVRGNIHKHSPSLQIHVQRIPVSGVLLE TQPSGGQAVEGEMLVLVCSVAEGTGDTTFSWHREDMQESLGRKTQRSLRAELELPAIRQSHAGGYYCTADNSY GPVQSMVLNVTVRETPGMRDGLVAAGATGGLLSALLLAVALLFHCWRRRKSGVGFLGDETRLPPAPGPGESSH SICPAQVELQSLYVDVHPKKGDLVYSEIQTTQLGEEEEANTSRTLLEDKDVSVVYSEVKTQHPDNSAGKISSK DEES*

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Высокие темпы эволюции иммунной системы у позвоночных объясняются главным образом экспансией генов IgSF за счет множественных дупликаций и последующей дивергенции дочерних копий генов. Довольно хорошо известно каким образом эволюционировали иммуноглобулины, Т-клеточноые рецепторы и молекулы главного комплекса гистосовместимости. Тем не менее, связать эти и другие семейства IgSF (в том числе IgSF молекулы беспозвоночных) в филогенетическом аспекте на данный момент не представляется возможным. Проведенное в настоящей работе исследование FcR подобных генов у млекопитающих и амфибий показывает возможные причины отсутствия явных филогенетических связей между различными семействами IgSF.

У человека, мыши и африканской шпорцевой лягушки Xenopus laevis мы идентифицировали 28 новых генов этого семейства (ранее было известно 13). Идентифицированные гены кодируют трансмембранные и секретируемые рецепторы, внеклеточные области которых состоят из нескольких ИГ-доменов пяти гомологичных типов (D1-D5). Для FCRL человека и мыши и известных FcR характерна консервативная комбинация ИГ-доменов внеклеточных областей: D1-D2-(D3). Однако, в отличие от FcR, FCRL и FCRL2 лишены трансмембранного участка и содержат уникальный С-концевой домен, не обнаруженный у известных белков. Внеклеточные области IFGP рецепторов человека и мыши, а также XFL молекул шпорцевой лягушки содержат отличные друг от друга комбинации ИГ-доменов всех пяти типов. Дополнительный тип ИГ-домена, обозначенный DI, обнаружен в двух молекулах XFL, но не встречается в FcR-подобных белках млекопитающих. Отличительной особенностью mIFGP2 является наличие С-концевого домена, относящегося к надсемейству скавенджер-рецепторов. Цитоплазматические районы IFGP и XFL трансмембранных рецепторов содержат разное количество и разные паттерны тирозин-основанных сигнальных мотивов, имеющих черты как активирующих (ITAM), так и ингибирующих (ITIM). Некоторые XFL молекулы имеют укороченные цитоплазматические районы, не содержащие сигнальных мотивов и особый тип трансмембранного района. Такие рецепторы, по-видимому, способны взаимодействовать со вспомогательными активирующими сигнальными субъединицами.

Полученные данные свидетельствуют о том, что у каждого из исследованных объектов {Homo sapiens, Mus musculus, Xenopus laevis) эволюция семейства шла видоспецифично. Так для XFL рецепторов характерна множественность доменов D3 типа, для IFGP человека - D5 типа. Количество генов FcR семейства у человека и мыши отличается в полтора раза (17 против 11). Поразительно, но среди десяти IFGP молекул человека и мыши нет ни одной со сходным набором внеклеточных ИГ-доменов. Не менее важно отметить, что некоторых из пар молекул FcR семейства (например, FcyRII и mIFGP4, или FcsRI и hlFGPl) не содержат общих структурных элементов. Таким образом, филогенетическая связь между этими заведомо родственными молекулами выявляется только при рассмотрении семейства в целом.

Очевидно, что основным механизмом эволюции семейства были дупликации, которые часто сопровождались внутри- и межгенными рекомбинациями, приводившими к потере и/или умножению разных доменов в дочерних копиях, а также к приобретению доменов, не относящихся к IgSF. Вполне вероятно, что различные домены предковых молекул могли иметь различные лиганд-связывающие свойства. Фиксация дочерних копий, отличавшихся комбинациями доменов, могла быть связана с преимуществами раздельной экспрессии вариантов, обладающих способностью связывать разные лиганды. Еще одним важным компонентом эволюции семейства были рекомбинации и мутации в экзонах, кодирующих трансмембранные и цитоплазматические области молекул. Инактивация различных тирозин-основаных мотивов в дочерних копиях могла приводить к возникновению молекул, обладающих разными сигнальными свойствами. Наконец, результатом дивергенции и/или потери экзонов, кодирующих трансмембранные и цитоплазматические области было появление секретируемых факторов, GPI-прикрепленных рецепторов, а также рецепторов, лишенных самостоятельной сигнальной функции, но обладающих способностью образовывать комплексы с активирующими субъединицами.

Представляет значительный интерес выяснение функциональной роли идентифицированных нами белков, в первую очередь - определение их лигандов. Данные, полученные в нашей лаборатории, говорят о том, что у человека все новые FcR-подобные гены, за исключением FCRL2, функционируют в иммунной системе. FCRL и IFGP1-IFGP5 экспрессируются преимущественно в В клетках. IFGP6 является специфическим маркером цитотоксических NK и Т лимфоцитов. Дальнейшие исследования этих генов имеют важное значение для понимания механизмов дифференциации лимфоцитов и рефляции гуморального и клеточного иммунитета.

Уникальное внутривидовое и межвидовое разнообразие членов FcR-семейства делает его интересной моделью для изучения механизмов возникновения и фиксации новых функций в иммунной системе. Классические лейкоцитарные Fc рецепторы связывают константные области иммуноглобулинов двух классов - IgG (FcyRI, FcyRII, FcyRIII) и IgE (FceRI). Вместе с тем, IgG и IgE возникли в результате произошедшей относительно недавно (после разделения линий млекопитающих и птиц) дупликации предкового IgY класса. Кроме того, принято считать, что необходимость наличия нескольких Fey рецепторов у млекопитающих связана с существованием нескольких подклассов IgG. Наиболее древние классы иммуноглобулинов IgM и IgA связываются рецепторами, которые в структурном отношении далеки от FcR. Вполне вероятно, что функция идентифицированных нами новых членов FcR-семейства не имеет отношения к взаимодействию с иммуноглобулинами. В пользу этого говорит как многообразие внеклеточных областей FCRL и IFGP молекул, так и наличие очень большой группы FcR-подобных генов у лягушки, имеющей только три класса иммуноглобулинов, один из которых представляет собой IgY, а два других являются гомологами IgM и IgA. Идентификация лигандов XFL рецепторов поможет прояснить вопрос о том, когда возникли и каким образом эволюционировали Fc-связывание и, соответственно, такие функции лейкоцитов, как антителозависимая цитотоксичность, антитело-опосредуемый фагоцитоз, гиперчувствительность немедленного типа и др.

Изучение FcR-подобных рецепторов шпорцевой лягушки представляет интерес еще в одном отношении. Во время метаморфоза иммунная система амфибий не реагирует на de novo продуцируемые белки, сохраняя при этом способность отвечать на внешние антигены. Механизмы такой регуляции остаются неясными, и их выяснение имело бы важнейшее фундаментальное и клиническое значение. Наши предварительные данные показывают, что часть генов XFL семейства избирательно экспрессируется во время метаморфоза. Учитывая тот факт, что XFL рецепторы содержит ITIM- и ITAM-подобные мотивы в цитоплазматических областях, их участие в регуляции иммунной системы во время метаморфоза лягушек представляется вполне вероятным.

Таким образом, результаты проведенной работы показывают, что FcR семейство представляет собой уникальный пример структурно гетерогенной и предположительно многофункциональной группы генов, возникшей в результате серии дупликаций и рекомбинаций из одного гена-предшественника. Дальнейшее изучение функций различных генов этого семейства представляет несомненный интерес для понимания механизмов регуляции и молекулярной эволюции специфического иммунитета.

Библиография Диссертация по биологии, кандидата биологических наук, Гусельников, Сергей Владимирович, Новосибирск

1. Мазин А., Кузнеделов К., Краев А. и др. Методы молекулярной генетики и генной инженерии. Новосибирск: Наука, 1988. 247 с.ф 2. Маниатис Т., Фрич Э., Сэмбрук Дж. Молекулярное клонирование. М.: Мир, 1984.479 с.

2. Alabyev В. Y., Guselnikov S. V., Najakshin А. М., Mechetina L. V., Taranin А. V. CD3epsilon homologues in the chondrostean fish Acipenser ruthenus // Immunogenetics. 2000. V. 51. P. 1012-1020.

3. Alberola-Ila J., Takaki S., Kerner J.D., Perlmutter R.M. Differential signaling by lymphocyte antigen receptors // Annu. Rev. Immunol. 1997. V. 15. P. 125-154.

4. Altevogt P., Heckl-Oestreicher G., Lang E., Kohl U., Kratzin H., Schirrmacher V. Murine Fc gamma receptor proteins: identification of a previously unrecognized molecule with a monoclonal antibody (12-15) // Eur. J. Immunol. 1988. V. 18. P. 677-683.

5. Anderson P., Caligiuri M., O'Brien C., Manley Т., Ritz J., Schlossman S. F. Fc gamma receptor type III (CD 16) is included in the zeta NK receptor complex expressed by human natural killer cells //Proc. Natl. Acad. Sci. USA. 1990. V. 87. P. 2274-2288.

6. Barclay A. N., Brown M. H., Law S. K. A., McKnight A. J.,Tomlinson M. G., van der Merve P. A. The Leucocyte antigen factsbook the 2nd edition. London: Academic press. 1997.613 р.

7. Brooks D. G., Qiu W. Q., Luster A. D., Ravetch J. V. Structure and expression of human IgG FcRII(CD32). Functional heterogeneity is encoded by the alternatively spliced products• of multiple genes // J. Exp. Med. 1989. V. 170. P. 1369-1385.

8. Burge C., Karlin S. Prediction of complete gene structures in human genomic DNA // J. Mol. Biol. 1997. V. 268. P. 78-94.

9. Cantrell D. T-cell antigen receptor signal transduction pathways // Annu. Rev. Immunol. Л 1996. V. 14. P. 256-274.

10. Capel P. J., van de Winkel J. G., van den Herik-Oudijk I. E., Verbeek J. S. Heterogeneity of human IgG Fc receptors // Immunomethods. 1994. V. 4. P. 25-34.

11. Chacko G. W., Tridandapani S., Damen J. E., Liu L., Krystal G., Coggeshall К. M. Negative signaling in В lymphocytes induces tyrosine phosphorylation of the 145-kDa inositol polyphosphate 5-phosphatase, SHIP // J. Immunol. 1996. V. 157. P. 2234-2238.

12. Chomczynski P., Sacchi N. Single-step method of RNA isolation by acid guanidinum thiocyanate-phenol-chloroform extraction // Anal. Biochem. 1987. V. 162. P. 156-159.

13. Clevers H., Alarcon В., Wileman Т., Terhorst C. The T cell receptor/CD3 complex: a dynamic protein ensemble // Annu. Rev. Immunol. 1988. V. 6. P. 629-663.

14. Cohen G. В., Ren R., Baltimore D. Modular binding domains in signal transduction proteins // Cell. 1995. V. 80. P. 237-248.

15. Coosemans V., Hadji-Azimi I. Partial characterization of different cell types found in the Xenopus laevis lymphoreticular tumor based on the presence or absence of surface immunoglobulins and Fc molecules // Dev. Сотр. Immunol. 1986. V. 10. P. 547-559.

16. Coosemans V., Hadji-Azimi I. Immunoglobulin Fc receptor molecules on Xenopus laevis splenocytes // Immunology. 1988. V. 65. P. 641-645.

17. Daeron M. Fc receptors, or the elective affinities of adhesion molecules // Immunol. Letters. 1991. V. 27. P. 175-182.

18. Daeron M. Fc receptor biology // Annu. Rev. of Immunol. 1997. V. 15. P. 203-234.

19. Dennis G. J., Kubagawa H., Cooper M. D. Paired Ig-like receptor homologs in birds and mammals share a common ancestor with mammalian Fc receptors // Proc. Natl. Acad. Sci. USA. 2000. V. 97. P. 13245-13250.

20. Dieffenbach C. W., Dveksler G. S. PCR primer: a laboratory manual. New York: Cold Spring Harbor Laboratory Press. 1995. 714 p.

21. Dietzsch E., Osman N., McKenzie I. F., Garson О. M., Hogarth P. M. The human FCG1 gene encoding the high-affinity Fc gamma RI maps to chromosome lq21 // Immunogenetics. 1993. V. 38. P. 307-309.

22. Doolittle R. F. The multiplicity of domains in proteins // Annu. Rev. Biochem. 1995. V. 64. P. 287-314.

23. Eisenhaber В., Bork P. and Eisenhaber F. Sequence properties of GPI-anchored proteins near the omega site: constraints for the polypeptide biding site of the putative transamidase //Protein Eng. 1998. V. 11. P. 1155-1161.

24. Fanger N. A., Borges L., Cosman D. The leukocyte immunoglobulin-like receptors (LIRs): a new family of immune regulators // J. Leukoc. Biol. 1999. V. 66. P. 233-236.

25. Felsenstein J. PHYLIP. Phylogeny Inference Package. Version 3.6(alpha2). Distributed by the author. Department of Genetics. University of Washington. Seattle, WA. (2001)

26. Ferguson M. A., Williams A. F. Cell-surface anchoring of proteins via glycosyl-phosphatidylinositol structures // Annu. Rev. Biochem. 1988. V. 57. P. 285-320.

27. Gauen L. К. Т., Zhu Y., Letourneur F., Hu Q., Bolen J. В., Matis L. A., Klaushner R. D., Shaw A. S. Interactions of p59fyn and ZAP-70 with T-cell receptor activation motifs // Molecular and Cellular Biology. 1994. V. 14. P. 3729-3741.

28. Gavin A. L., Tan P. S., Hogarth P. M. Gain-of-function mutations in FcyRI of NOD mice: implications for the evolution of the Ig superfamily // EMBO J. 1998. V. 17. P. 38503859.

29. Gebe J. A., Llewellyn M., Hoggatt H., Aruffo A. Molecular cloning, genomic organization and cell-binding characteristics of mouse Spa. Immunology. 2000. V. 99. P. 78-86.

30. Guselnikov S. V., Bell A., Najakshin A. M., Robert J. and Taranin A.V. Signaling FcRg and TCRz subunit homologs in the amphibian Xenopus laevis // Dev. Сотр. Immunol. 2003. V. 27. P. 727-733.

31. Gustafson S., Proper J. A., Bowie E. J. W., Sommer S. S. Parameters affecting the yield of DNA from human blood // Anal. Bioch. 1986. V. 165. P. 294-299.

32. Hayman J. R., Ghaffari S. H., Lobb C. J. Heavy chain joining region segments of the channel catfish. Genomic organization and phylogenetic // J. Immunol. 1993. V. 151. P. 3587-3596.

33. Haynes L., Fuller L., McKinney E. C. Fc receptor for shark IgM // Dev. Сотр. Immunol. 1988. V. 12. P. 561-571.

34. Haynes L., McKinney E. C. Shark spontaneous cytotoxicity: characterization of the ^ regulatory cell // Dev. Сотр. Immunol. 1991. V. 15. P. 123-134.

35. Hubbard Т., Barker D., Birney E., Cameron G. et al. The Ensembl genome database project//Nucleic Acids Res. 2002. V. 30. P. 38-41.

36. Hughes A. L. Gene duplication and recombination in the evolution of mammalian Fc receptors // Mol. Evol. 1996. V. 43. P. 4-9.

37. Hulett M. D., Hogarth P. M. Molecular basis of Fc receptor function // Adv. Immunol.• 1994. V. 57. P. 1-26.

38. Hulett M. D., Osman N., McKenzie I. F., Hogarth P. M. Chimeric Fc receptors identify functional domains of the murine high affinity receptor for IgG // J. Immunol. 1991. V. 147. P. 1863-1868.

39. Hunter S., Indik Z. K., Kim M. K., Cauley M. D., Park J. G., Schreiber A. D. Inhibition of Fcgamma receptor-mediated phagocytosis by a nonphagocytic Fcgamma receptor // Blood. 1998. V. 91. P. 1762-1768.

40. Huppi K., Mock B. A., Hilgers J., Kochan J., Kinet J. P. Receptors for Fee and Fey are• linked on mouse chromosome 1 // J. Immunol. 1988. V. 141. P. 2807-2810.

41. Irving В. A., Chan A. C., Weiss A. Functional characterization of a signal transducing motif present in the T-cell antigen receptor zeta-chain // J. Exp. Med. 1993. V. 177. P. 1093-1103.

42. Kuby J. Immunology the 2nd edition. New York: W. H. Freeman and company. 1991. 660 p.

43. Kulczycki A. J., Webber J., Soares H. A., Onken M. D., Thompson J. A., Chaplin D. D., Loh D. Y., Tillinghast J. P. Genomic organization of mouse Fc gamma receptor genes //

44. Proc. Natl. Acad. Sci. USA. 1990. V. 87. P. 2856-2860.

45. Kurosaki Т., Ravetch J. V. A single amino acid in the glycosyl phosphatidylinositol attachment domain determines the membrane topology of Fc gamma RIII // Nature. 1989. V. 342. P. 805-807.

46. Kurosaki Т., Gander I., Ravetch J. V. A subunit common to an IgG Fc receptor and the T-cell receptor mediates assembly through different interactions // Proc. Natl. Acad. Sci. USA. 1991. V. 88. P. 3837-3841.

47. Kurosaki Т., Gander I., Wirthmueller U., Ravetch J. V. The beta subunit of the Fc epsilon RI is associated with the Fc gamma RIII on mast cells // J. Exp. Med. 1992. V. 175. P. 447-451.

48. Lanier L. L., Yu G., Phillips J. H. Co-association of CD3 zeta with a receptor (CD 16)for IgG Fc on human natural killer cells // Nature. 1989. V. 342. P. 803-805.

49. Lanier L. L. NK cell receptors. Annu. Rev. Immunol. 1998. V. 16. P. 359-393.

50. Lebecque S., de Bouteiller O., Arpin C., Bancheraeu J., Liu Y.-J. Germinal center founder cells display propensity for apoptosis before onset of somatic mutation // J. Exp. Med. 1997. V. 185. P. 563-571.

51. Le Coniat M., Kinet J. P., Berger R. The human genes for a- and y-subunits of the mast cell receptor for Ig E are located on human chromosome band lq23 // Immunogenetics.1990. V. 32. P. 183-186.

52. Lennon, G., Auffray C., Polymeropoulos M., Soares M. B. The IMAGE Consortium: an integrated molecular analysis of genomes and their expression // Genomics. 1996. Y. 33. P. 151-159.

53. Letourneur F., Klausner R. D. Activation of T cell by a tyrosine kinase activation ф domain in the cytoplasmic tail of CD3epsilon // Science. 1992. V. 255. P. 79-82.

54. Li W.-H. Molecular evolution. University of Texas: Health Science Center at Houston. 487 p.

55. Litman G. W., Berger L., Murphy K., Litman R., Hinds K., Erickson B. W. Immunoglobulin VH gene structure and diversity in Heterodontus, a phylogenetically primitive shark// Proc. Natl. Acad. Sci. USA. 1985. V. P. 2082-2086.

56. Lynch R. G., Sandor M., Waldschmidt T. J. et al. Lymphocyte Fc receptors: expression, regulation and function // Mol. Immunol. 1990. V. 27. P. 1167 1179.

57. MacLennan I. C. Germinal centers // Annu. Rev. Immunol. 1994. V. 12. P. 117- 139.

58. Malissen В., Schmitt-Verhulst A. M. Transmembrane signalling through the T-cell-receptor-CD3 complex// Curr. Opin. Immunol. 1993. V. 5. P. 324-333.

59. Cell Genetics. 1998. V. 82. P. 71-74.

60. Martoglio В., Dobberstein B. Signal sequences: more than just greasy peptides // Trends Cell. Biol. 1998. V. 8. P. 410-415.

61. Mechetina L. V., Najakshin A. M., Alabyev B. Y., Chikaev N. A., Taranin A. V. Identification of CD 16-2, a novel mouse receptor homologous to CD16/Fc gamma RIII // Immunogenetics. 2002. V. 54. P. 463-468.

62. Milanesi L., D'Angelo D. and Rogozin I. B. GeneBuilder: interactive in silico prediction # of gene structure // Bioinformatics. 1999. V. 15. P. 612-621.

63. Miller S. A., Dykas D. D., Polesky H. F. A simple salting out procedure for extracting DNA from human nucleated cells //Nucl. Acids Res. 1988. V. 16. P. 1215-1220.

64. Moretta A., Bottino C., Vitale M., Pende D., Cantoni C., Mingari M.C., Biassoni R., Moretta L. Activating receptors and coreceptors involved in human natural killer cellф mediated cytolysis // Annu. Rev. Immunol. 2001. V. 19. P. 197-223.

65. Morgenstern B. DIALIGN 2: improvement of the segment-to-segment approach to multiple sequence alignment // Bioinformatics. 1999. V. 15. P. 211 218.

66. Moseley W. S., Seldin M. F. Definition of mouse chromosome 1 and 3 gene linkage groups that are conserved on human chromosome 1: evidence that a conserved linkage group spans the centromere of human chromosome 1 // Genomics. 1989. V. 5. P. 899-905.

67. Mostov К. E. Transepithelial transport of immunoglobulins // Annu. Rev. Immunol. 1994. V. 12. P. 63-72.

68. Muta Т., Kurosaki Т., Misulovin Z., Sanchez M., Nussenzweig M. C., Ravetch J.V. A 13-amino-acid motif in the cytoplasmic domain of Fc gamma RIIB modulates B-cell receptor signalling //Nature. 1994. V. 368. P. 70-73.

69. Nielsen H., Engelbrecht J., Brunak S., von Heijne G. Identification of prokaryotic and eukaryotic signal peptides and prediction of their cleavage sites // Protein Eng. 1997. V. 10. P. 1-6.

70. Nosjean O., Briolay A., Roux B. Mammalian GPI protein: sorting, membrane residence and functions // Biochimica et Biophisica Acta. 1997. V. 1331. P. 153-186.

71. Oakey R. J., Howard T. A., Hogarth P. M., Tani K., Seldin M. F. Chromosomal mapping of the high affinity Fc gamma receptor gene // Immunogenetics. 1992. V. 35. P.• 279-282.

72. Osman N., Kozak C. A., McKenzie I. F., Hogarth P. M. Structure and mapping of the gene encoding mouse high affinity Fc gamma RI and chromosomal location of the human Fc gamma RI gene // J. Immunol. 1992. V. 148. P. 1570-1575.

73. Pang J., Taylor G. R., Munroe D. G., Ishaque A., Fung-Leung W. P., Lau C. Y., Liu F. Т., Zhou L. Characterization of the gene for the human high affinity IgE receptor (Fc epsilon RI) alpha-chain//J. Immunol. 1993. V. 151. P. 6166-6174.

74. Pearson W. R. Rapid and sensitive sequence comparison with FASTP and FASTA // ф Methods Enzymol. 1990. V. 183. P. 63-98.

75. Pelesh S. L. Networking with protein kinases // Current Biology. 1993. V. 3. P. 513-520.

76. Peltz G. A., Grundy H. O., Lebo R. V., Yssel H., Barsh G. S., Moore K. W. Human Fc gamma RIII: cloning, expression, and identification of the chromosomal locus of two Fc receptors for IgG //Proc. Natl. Acad. Sci. USA. 1989. V. 86. P. 1013-1017.

77. Qiu W. Q., de Bruin D., Brownstein В. H., Pearse R., Ravetch J. V. Organization of the human and mouse low-affinity Fc gamma R genes: duplication and recombination // Science. 1990. V. 248. P. 732-735.

78. Ra C., Jouvin M. H., Blank U., Kinet J. P. A macrophage Fc gamma receptor and the mast cell receptor for IgE share an identical subunit//Nature. 1989. V. 341. P. 752-754.

79. Ravetch J. V., Luster A. D., Weinshank R., Kochan J., Pavlovec A., Portnoy D. A., Hulmes J., Pan Y. C., Unkeless J. C. Structural heterogeneity and functional domains of murine immunoglobulin G Fc receptors // Science. 1986. V. 234. P. 718-725.

80. Ravetch J. V., Clynes R. A. Divergent roles for Fc receptors and complement in vivo // Annu. Rev. Immunology. 1998. V. 16. P. 421-432.

81. Ravetch J., Lanier L. L. Immune inhibitory receptors // Science. 2000. V. 290 P. 84-96.

82. Ravetch J. V., Kinet J.-P. Fc receptors // Annu. Rev. Immunol. 1991. V. 9. P. 457 492.

83. Reth M. Antigen receptors on В lymphocytes // Annu. Rev. Immunol. 1992. V. 10. P. 97-121.

84. Reynaud C. A., Bertocci В., Dahan A., Weill J. C. Formation of the chicken B-cell repertoire: ontogenesis, regulation of Ig gene rearrangement, and diversification by gene conversion //Adv. Immunol. 1994. V. 57. P. 353-378.

85. Roitt I., Brostoff J., Male D. Immunology the 3rd edition. London: Mosby, 1993.

86. Rudd С. T. Adaptors and molecular scaffolds in immune cell signaling // Cell. 1999. V.96. P. 5-8.

87. Sagawa K., Kimura Т., Swieter M., Siraganian R. P. The protein-tyrosine phosphatase SHP-2 associates with tyrosine-phosphorylated adhesion molecule PECAM-1 (CD31) // J. Biol. Chem. 1997. V. 272. P. 31086-31091.

88. Schwager J., Burckert N., Courtet M., Du Pasquier L. Genetic basis of the antibody repertoire in Xenopus: analysis of the Vh diversity//EMB О J. 1989. V. 8. P. 2989-3001.

89. Sekizawa A., Fujii Т., Tochinai S. Membrane receptors on Xenopus macrophages for two classes of immunoglobulins (IgM and IgY) and the third complement component (C3) // J. Immunol. 1984. V. 133. P. 1431-1435.

90. Simmons D., Seed B. The Fc gamma receptor of natural killer cells is a phospholipid-linked membrane protein // Nature. 1988. V. 333. P. 568-570.

91. Sinclair N. R. Immunoreceptor tyrosin-based inhibitory motifs on activating molecules // Crit. Rev. Immunol. 2000. V. 20. P. 82-102.

92. Smith, R. F., Wiese B. A., Wojzynski M. K., Davison D. В., Worley К. С. В CM Search Launcher An Integrated Interface to Molecular Biology Data Base Search and Analysis Services Available on the World Wide Web // Genome Res. 1996. V. 6. P. 454462.

93. Smith D. K., Xue H. Sequence profiles of immunoglobulin and immunoglobulin-like domains // J. Mol. Biol. 1997. V. 274. P. 530-545.

94. Strimmer K., von Haeseler A. Quartet puzzling:A quartet maximum likelihood method for reconstructing tree topologies // Mol. Biol. Evol. 1996. V. 13. P. 964-969.

95. Su K., Wu J., Edberg J. C., McKenzie S. E., Kimberly R. P. Genomic organization of classical human low-affinity Fcgamma receptor genes // Genes Immun. 2002. Suppl. 1. P. 51-56.

96. Swofford D. L. PAUP*. Phylogenetic Analysis Using Parsimony (*and Other Methods). Version 4. Sinauer Associates, Massachusetts. 1999.

97. Tamm A., Schmidt R. E. IgG binding sites on human Fc gamma receptors. Int. Rev. Immunol. 1997. V. 16. P. 57-85.

98. Taylor L. S., Paul S. P., McVicar D. W. Paired inhibitory and activating receptor signals // Rev. Immunogenet. 2000. V. 2. P. 204-211.

99. Teichmann S. A., Chothia C. Immunoglobulin superfamily protein in Caenorhabditis elegans // J. Mol. Biol. 2000. V. 296. P. 1367-1383.

100. Thanaraj T. A. and Robinson A. J. Prediction of exact boundaries of exons // Brief Bioinform. 2000. V. 1. P. 343-356.

101. Tymowska J. A comparative study of the karyotypes of eight Xenopus species and subspecies possessing a 36-chromosome complement // Cytogenet. Cell Genet. 1977. V. 18. P. 165-182.

102. Thomas M. L. The leukocyte common antigen family // Annu. Rev. Immunol. 1989. V. 7. P. 339-369.

103. Tomlinson M. G., Lin J., Weiss A. Lymphocyte with a complex: adapter protein in antigen receptor signaling // Immunol, today. 2000. V. 21. P. 584-591.

104. Tung W.L., Chow K.-C. A modified medium for efficient electrotransformation of E.coli // Trends In Genetics. 1995. V. 11. P. 128-129.

105. Turtinen L. W. and Juran B. D. Protein salting-out method applied to genomic DNA Isolation from fish whole blood // BioTechniqes. 1998. V. 24. P. 238-239.

106. Unkeless J. C., Fleit H., Mellman I. S. Structural Aspects and Heterogeneity of Immunoglobulin Fc Receptors //Adv. Immunol. 1981. V. 31. P. 247-270.

107. Vivier Е., Daeron М. Immunoreceptor tyrosine-based inhibition motif // Immunology today. 1997. V. 18. P. 286-291.

108. Vuly F., Vivier E. Conservation of structural features reveals the existence of large family of inhibitory cell surface receptors and noninhibitory / activatory counterparts // J. of Immunol. 1997. V. 159. P. 2075-2077.

109. Williams A. F., Barclay A. N. The immunoglobulin superfamily domains for cell surface recognition// Annu. Rev. Immunol. 1988. V. 6. P. 381-405.

110. Wilson M. J., Torkar M., Haude A., Milne S., Jones Т., Sheer D., Beck S., Trowsdale J. Plasticity in the organization and sequences of human KIR/ILT gene families // Proc. Natl. Acad. Sci. USA. 2000. V. 97. P. 4778-4783.

111. Winkel J. G. J., Capel P. J. A. Human IgG Fc Receptors. Germany: Springer-Verlag. 1996. 241 p.

112. Ye Z. S., Kinet J. P., Paul W. E. Structure of the gene for the alpha-chain of the mouse ® high affinity receptor for IgE (Fc epsilon RI) // J. Immunol. 1992. V. 149. P. 897-900.

113. Zharkikh A. A., Rzhetsky A. Yu., Morosov P. S., Sitnikova T. L., Krushkal J. S. VOSTORG: a package of microcomputer programs for sequence analysis and construction of phylogenetic trees // Gene. 1991. V. 101. P. 251-254.