Сведение из иммунологии №7

Сведение из иммунологии №7. Всегда, когда в медицину/иммунологию закрадывается математика, я радуюсь. Может быть я в душе тетенька-математик?

Итак, наивные Т-лимфоциты и В-лимфоциты - это такие лимфоциты, которые несут на себе уникальный специфичный Т-клеточный рецептор (ТСR) или B-клеточный рецептор (ВСR), соответственно, но пока со своим антигеном еще не встречались. Поясню для тех, кто не третьекурсник и не иммунолог, TCR и BCR - это антигенные рецепторы, каждый из которых уникален и предназначен для встречи только с одним единственным антигеном. Заметьте, эти рецепторы образуются за много лет до встречи с антигеном. В общем, у нас есть где-то 10 000 000 000 лимфоцитов с разными TCR/ВCR. Так, для подстраховочки, на всякий случай. Кто его знает, какие антигены нас поджидают в процессе нашей будущей длительной жизнедеятельности.

Но в геноме человека нет такого количества генов, чтобы закодировать каждый возможный рецептор отдельным геном. "Что делать?" - думает эволюция? "Комбинаторика!" - нашлось решение проблемы, и теперь это называется соматическая рекомбинация. Когда в жизни ранних лимфоцитов наступает момент для экспрессии TCR или BCR, на гены, ответственные за синтез вариабельной части рецептора (именно эта часть и будет отвечать за контакт с антигеном), нападает комбинаторика. В случайном порядке перестраиваются сегменты генов, которые отвечают за вариабельную часть TCR/BCR. У про-Т-лимфоцитов это происходит в тимусе, у про-В-лимфоцитов в костном мозге. В общем, если все максимально упростить, у нас существует около 40 сегментов генов, которые можно менять местами, и каждый раз получать уникальную последовательность и уникальный рецептор. Если перебрать все варианты для 40 сегментов, то дальше появляется 40! (для тех, кто уже забыл и иммунологию и математику - ! - здесь не знак восхищения, а знак факториала). На занятии поинтересовалась у студентов, как они относятся к факториалу, они даже оживились, многие помнят про факториал (видимо, они тоже немножко математики). В комбинаторике факториал натурального числа n - это количество перестановок множества из n элементов. Другими словами, чтобы получить все возможные варианты из 40 сегментов, перемешивая их в случайном порядке, мы можем получить 1*2*3*4*...*38*39*40 вариантов рецепторов. Это, вообще-то, 8*10 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 00. Как-то очень много получилось. В реальной жизни Т- и В- лимфоцитов используется возможно 1 000 000 000 000 комбинаций при планировании антигенных рецепторов, из которых функциональными будут только 10 000 000 000.

На картинке есть еще обратный факториал (?), к нашей теме отношения не имеет, но для общего развития не помешает.

Хотя... Нам бы вполне хватило 15 сегментов генов, которые можно перемешивать и которые могли бы закодировать 1 000 000 000 000 вариантов рецептора (1 000 000 000 000?=15).

Источник: vk.com

Комментарии: