Что такое соматическая гипермутация?

Соматическая гипермутация (SHM) - это механизм, посредством которого иммунная система адаптируется для распознавания антигенов, с которыми она ранее не сталкивалась. Этот механизм является преобладающим методом у людей и позволяет клеткам иммунной системы диверсифицировать свои рецепторы, способствуя мутации в вариабельных областях генов иммуноглобулина. Эти области образуют сайты связывания антитело-антиген и вносят вклад в способности специфичности каждого антитела, обеспечивая возможность распознавания определенного антигена.

Когда чужеродный антиген, такой как микроб, вступает в контакт с иммунной системой, он идентифицируется как незнакомый B-клетками. B-клетки затем активируются и стимулируются к размножению. Во время этой пролиферации ДНК вариабельной области иммуноглобулина транскрибируется и транслируется с очень высокой скоростью, примерно в 10 ⁵ -10 ⁶ раз быстрее, чем нормальная мутация. Эта соматическая гипермутация позволяет быстро реагировать, что важно для эффективной иммунной системы.

Соматическая гипермутация, как полагают, достигается путем дезаминирования цитозинового основания в ДНК с помощью индуцированной активации деаминазы (AID), превращая ее из дезоксицитидина в дезоксиурацил и получая новую ДНК. Эта новая ДНК содержит несоответствие между урацил-гуанином, потому что урацил обычно встречается в РНК, где он в паре с аденином, а гуанин обычно в паре с цитозином в ДНК. Коррекция этой мутации происходит посредством удаления высококачественного фермента репарации ДНК, урацил-ДНК-гликозилазы (UNG ₂ ) с последующим синтезом новых нитей ДНК с помощью ДНК-полимеразы. Этот процесс, однако, подвержен ошибкам и может привести к замене неправильных нуклеиновых оснований на исходном сайте дезаминирования или смежных парах оснований. Это создает «горячую точку», которая уязвима для мутаций вставки и удаления.

Результаты соматической гипермутации затем транскрибируются и транслируются, что приводит к большому количеству В-клеток, которые несут различные рецепторы и специфичность, что кодируется гипермутационными областями. Те В-клетки с антителами, которые проявляют наибольшую аффинность к антигену, который первоначально стимулировал пролиферацию, затем дифференцируются в плазматические клетки, которые продуцируют соответствующее антитело, специфичное для аффинности, а также в В-клетки памяти. Эти дифференциации и созревание аффинности впоследствии позволят иммунной системе производить более эффективный ответ, если в будущем будет встречаться антиген.

Соматическая гипермутация происходит в отдельных иммунных клетках, поэтому она передается только в пределах одной конкретной клеточной линии. Кроме того, мутации не передаются ни одному из потомков. Проблемы могут возникнуть, однако, потому что соматическая гипермутация также вовлекает клетки, которые автоматически отбираются против собственных клеток организма. Если в этом процессе происходит сбой, может быть спровоцирован аутоиммунный ответ.