Как иммунные клетки обнаруживают инфекцию?
Как иммунные клетки в пределах организма умеют классифицировать обширные количества схожих белков, чтобы обнаружить внедряющиеся чужеродные виды и бороться с инфекциями? «Для иммунных клеток, отбор чужеродных белков походит на поиск иголки в стоге сена — где игла может очень походить на соломинку, и где некоторые соломинки могут также очень походить на иглу», — отмечает профессор физики Пол Франсуа из Университета МакГилла. Понимание того, как иммунные клетки занимаются этим огромным отбором, важно, потому что оно может предоставить критическую способность проникновения в суть иммунопатологических заболеваний, начиная от СПИДа и заканчивая аутоиммунными нарушениями.
В исследовании, опубликованном 21 мая в журнале «Физические обзорные заметки», Франсуа и аспирант Жан-Беномт Лэлэйнн из Университета МакГилла использовали компьютеризированные системы, чтобы исследовать, какие решения могут использовать иммунные системы, чтобы обнаружить малые концентрации чужеродных антигенов (характерные черты потенциально вредных инфекций) в море «аутоантигенов», обычно представленных на поверхности клеток.
Компьютерное моделирование, проведенное исследователями, выдало удивительно простое решение, связанное с известным феноменом биохимической адаптации — общий биохимический механизм, который запускается организмом, чтобы справиться с изменениями в окружающих условиях.
Чтобы найти решения, компьютер использует алгоритм, инспирированный теорией эволюции Дарвина. Этот алгоритм, ранее разработанный в группе исследований Франсуа, рандомизированно воспроизводит математические модели биохимических сетей. Затем, сравнением свойств этих сетей с предопределенными свойствами иммунной системы, рассчитываются показатели. Сети с лучшими показателями дублируются в следующем поколении и видоизменяются, и процесс возобновляется во множестве многих моделируемых «генераций», пока сети не достигают превосходных показателей. В этом случае, почти все найденные решения были очень схожи, совместно использующие общую основную структуру или мотив.
«Наш подход служит более простой теоретической основой и пониманием того, что происходит, как иммунные клетки, сортируя «стог сена» обнаруживают чужеродные антигены и запускают иммунный ответ», — говорит Франсуа. «Наша модель разделяет много общих черт с натуральными иммунными сетями. Поразительно что, у самого простого выделенного решения, которое мы нашли, есть и подобные характеристики и также некоторые из мертвых пространств натуральных иммунных клеток, которые мы изучали в предыдущем совместном исследовании с группами Грегуара Альтан-Бонне (Мемориал имени Слоан Каттеринг, Нью-Йорк), Эрика Сиггия (Университет Рокфеллера, Нью-Йорк) и Массимо Вергэссола (Институт Пастера, Париж)».
Финансирование исследования было предоставлено Исследовательским советом Канады по естественным наукам и проектам и Научной программой по пограничным вопросам человеческого организма.
Источник: sciencedaily.com
- Как ванадий влияет на диабет?
- Какие могут быть осложнения после анестезии?
- Методы лечения респираторных заболеваний
- Как удалить камни из почек?
- Насколько эффективен адреналин для лечения астмы?
- Плюсы и минусы переливания крови при анемии
- Какой ополаскиватель для полости рта лучше всего подходит при гингивите?
- Избыточный вес связан с изменениями в головном мозге
- Определена взаимосвязь между алкогольной болезнью печени и циркадными ритмами
- Морские кораллы способны улучить метод костной трансплантации
- Формирование синапсов в головном мозге
- Что такое акриловые протезы?
- «Мусорная» ДНК может контролировать клеточное развитие
- Инсулиновые таблетки? Клетки кишечника могут всасывать более крупные частицы, чем полагалось ранее
- Новый биомаркер предсказывает риск рецидива рака молочной железы
- Организм человека – следующий рубеж для беспроводных технологий?
- Геномный анализ: важная информация о раке простаты