Коллективные амебы и иммунология

Диктиостелиум (Dictyostelium discoideum) – слизевик, обитающий в лесной подстилке, – занимает пограничное положение между одно- и многоклеточными. Его относят к слизевым грибам, поскольку он, подобно всем грибам, рассеивает по ветру споры из плодового тела.

Споры прорастают в виде подвижных амеб (миксамеб), охотящихся за бактериями. Когда же наступает голодная пора, амебы сползаются, образуя подвижный многоклеточный слизевик. Затем слизевик «оседает» и образует стебель, на вершине которого формируется плодовое тело, рассеивающее споры. Так замыкается жизненный цикл диктиостелиума.

Интересно, что кооперация не обходится без жертв: до 20% собравшихся воедино амеб погибает, жертвуя собой на благо общего дела. Поскольку амебы собираются по территориальному признаку, то они принадлежат к разным клонам, и слизевик представляет собой генетическую химеру из клеток разных клонов.

Геномный подход позволил установить причины такого «альтруизма» амеб. Дело в том, что далеко не все клетки могут кооперироваться. Для этого они должны обладать белками, обеспечивающими распознавание на молекулярном уровне и слипание (адгезию) узнавших друг друга клеток. Специалистам Института им. Райса (Хьюстон, США), удалось выделить ген распознавания и контактирования, кодирующий белок CAP (cell adhesion protein – белок клеточной адгезии).

Молекулы САР важны для клетки. Лишь при нормальных клеточных контактах клетки функционируют, как им положено. Нарушение клеточных контактов происходит, например, при раке, и приводит к неконтролируемому размножению злокачественных клеток.

При выключении гена распознавания и контактирования или при «сбривании» CAP с мембран клеток с помощью ферментов амебы теряют способность контактировать и кооперироваться друг с другом. Изучение структуры САР показало, что он имеет вытянутую форму с шаровидным утолщением на конце. Этот глобулярный участок молекулы контактного белка проявляет структурное и функциональное сходство с молекулами иммуноглобулинов, т.е. белков иммунной системы.

Отсюда можно сделать вывод о том, что защитные системы многоклеточных организмов используют старые эволюционные находки молекулярных структур. Это, в общем-то, понятно, поскольку иммунные клетки, макрофаги например, тоже постоянно вступают в контакт с множеством самых разных клеток и должны уметь отличать своих от чужих.

По материалам

Science, 2003, т.299, с.105-106