Sumažėjusi imuninės sistemos genetinė įvairovė gali turėti įtakos nykstančios rupūžės išgyvenimui

Anaxyrus baxteri

Naujame Šiaurės Karolinos valstijos universiteto tyrime nagrinėjama labai nykstančios Vajomingo rupūžės imuninės sistemos įvairovė ir nustatyta, kad genetinės kliūtys gali turėti įtakos rūšies gebėjimui reaguoti į naujus patogenus. Išvados galėtų suteikti informacijos apie nykstančių gyvūnų populiacijų veisimo nelaisvėje strategijas.

Vajomingo rupūžė, Anaxyrus baxteri20 amžiaus antroje pusėje smarkiai sumažėjo gyventojų skaičius dėl tokių veiksnių kaip buveinių sunaikinimas ir grybelinė infekcija. Rupūžė buvo įtraukta į veisimo nelaisvėje programą 1990-aisiais, siekiant išsaugoti rūšį. Mokslininkai apskaičiavo, kad šiuo metu laukinėje populiacijoje yra tik 400–1500 gyvūnų, o tai reiškia, kad rupūžė laikoma labai nykstančia.

„Šios rūšies populiacijos sumažėjimas iš pradžių sukūrė genetinę kliūtį, o tai reiškia, kad genetinės įvairovės lygis jau yra labai mažas“, – sako Jeffas Yoderis, NC valstijos lyginamosios imunologijos profesorius ir bendradarbiaujantis darbą aprašančio straipsnio autorius. „Tai pirmasis tyrimas, kuriame konkrečiai nagrinėjama šių rupūžių imuninės sistemos genetinė įvairovė ir kaip ji gali paveikti jas kaip populiaciją.

Yoderis su bendraautoriu Aleksu Dornburgu iš Šiaurės Karolinos universiteto Šarlotėje atliko trijų sveikų, pensininkų Vajomingo rupūžių augintojų imuninių audinių RNR seką. Tyrimo bendraautorius Michaelas Stoskopfas, priklausantis Vajomingo rupūžės atkūrimo įgyvendinimo komandai, įkurtai 2008 m., paėmė mėginius.

„Mes daugiausia dėmesio skyrėme sekoms, koduojančioms į rinkliavą panašius receptorius – TLR – ir pagrindinio histokompatibilumo komplekso arba MHC baltymus, išreikštus šiuose audiniuose“, – sako Kara Carlson, pirmoji tyrimo autorė ir dabartinė mokslų daktarė. kandidatas NC valstijoje. „Šie genų rinkiniai yra pagrindiniai imuninės sistemos komponentai.“

TLR yra pirmieji imuninės sistemos atsakai ir yra panašūs arba gerai konservuoti tarp rūšių. Kita vertus, MHC yra didelė ir įvairi genų grupė, kuri skiriasi priklausomai nuo rūšių ir individų. Jis gali nustatyti, kodėl viena grupė yra atsparesnė tam tikram patogenui nei kita.

„MHC genai yra vienos iš sparčiausiai besivystančių sekų genome“, – sako Carlsonas. „Taigi sveikoje populiacijoje yra daug įvairovės, kuri perduodama palikuonims, todėl visos rūšys gali prisitaikyti prie įvairių patogenų. Tačiau jei ligą išgyvenę asmenys tai daro dėl savo MHC, tada ta grupė turėtų panašų MHC.

„Visos Vajomingo rupūžės, kurios buvo paimtos į nelaisvę siekiant išsaugoti rūšį, galėjo atsispirti grybui, kuris sunaikino populiaciją, tačiau tai gali reikšti, kad sumažėja jų imuninė įvairovė.

Tyrėjai palygino trijų Vajomingo rupūžių TLR ir MHC vienas su kitu, taip pat su pavyzdžiais iš paprastos rupūžės ir nendrių rupūžės. Tiek paprastoji rupūžė, tiek rupūžė turėjo didesnę MHC įvairovę nei Vajomingo rupūžė, nors rupūžė patyrė panašią genetinę kliūtį.

„Nedidelis imties dydis šiame tyrime, kuris buvo neišvengiamas dėl nykstančios rupūžės statuso, vis dėlto yra svarbus apsaugos pagrindas“, – sako Carlsonas.

„Varliagyviai apskritai neturi tiek daug genominių išteklių kaip kiti organizmai“, – sako Yoderis. „Ir veisimas nelaisvėje iš nedidelės populiacijos dar labiau mažina genetinę įvairovę. Tačiau nors šios rupūžės gali būti geriau apsaugotos nuo grybelinės infekcijos, kuri jas beveik sunaikino, jos gali būti nepasirengusios susidoroti su naujais patogenais.

„Nors mus nebūtinai nustebino imunogeninės įvairovės trūkumas Vajomingo rupūžėje, tai iškelia svarbų klausimą“, – sako Dornburgas. „Kiek yra kitų rūšių apsaugos priemonių, skirtų kovai su atsirandančiu patogenu?

„Suprasdami imuninės sistemos genetinę įvairovę, galime informuoti apie veisimą nelaisvėje, kad padidintume rūšies galimybę atsispirti ligoms laukinėje gamtoje“, – priduria Yoderis. „Tokie tyrimai kaip šis yra neįkainojami tolesnėje veisimo nelaisvėje praktikoje.“

Tyrimas pasirodo Apsaugos genetika ir buvo remiama Šiaurės Karolinos valstijos universiteto tyrimų ir inovacijų pradinio finansavimo (RISF) programos, Šiaurės Karolinos valstijos universiteto Lyginamosios medicinos ir transliacinių tyrimų centro (CCMTR) ir Nacionalinio mokslo fondo (NSF).

-pikas-

Pastaba redaktoriams: Toliau pateikiamas abstraktus.

„Transkripto anotacija atskleidžia minimalią imunogenetinę įvairovę
Vajomingo rupūžės, Anaxyrus baxteri

DOI: 10.1007 / s10592-022-01444-8

Autoriai: Kara B. Carlson, Dustinas J. Wciselis, Hayley D. Ackerman, Jessica Romanet,
Emily F. Christiansen, Jennifer N. Niemuth, Christina Williams, Matthew Breen,
Michael K. Stoskopf ir Jeffrey A. Yoder, Šiaurės Karolinos valstijos universitetas; Aleksas Dornburgas iš Šiaurės Karolinos universiteto Šarlotėje
Paskelbta: Balandžio mėn. 2022 m. 28 d Apsaugos genetika

Santrauka:
Trumpai laikomos išnykusiomis laukinėje gamtoje, Vajomingo rupūžės (Anaxyrus baxteri) ateitis ir toliau priklauso nuo veisimosi nelaisvėje, kad papildytų laukinę populiaciją. Atsižvelgiant į nedidelį natūralų geografinį diapazoną ir spartaus populiacijos mažėjimo istoriją, bent iš dalies dėl grybelinių ligų, pagrindinių receptorių šeimų, dalyvaujančių šeimininko imuniniame atsake, įvairovės tyrimas yra svarbus išsaugojimo poreikis. Populiacijos mažėjimas galėjo pakankamai sumažinti imunogenetinę įvairovę, kad padidintų rūšių pažeidžiamumą infekcinėms ligoms. Čia mes naudojame lyginamąją transkriptomiką, kad ištirtume į rinkliavas panašių receptorių ir pagrindinių histokompatibilumo komplekso (MHC) sekų įvairovę trijose atskirose Vajomingo rupūžėse. Mes nustatome, kad MHC genų įvairovė yra mažesnė, palyginti su bufonidų rūšimis, turinčiomis panašią kliūties įvykių istoriją. Mūsų duomenys sudaro pagrindą būsimiems tyrimams, kuriais siekiama įvertinti Vajomingo rupūžių genetinę įvairovę, nustatyti infekcinių ligų baigčių biologinius žymenis ir vadovautis veisimo strategijomis, siekiant padidinti genomo kintamumą ir laukinio išleidimo sėkmę.

Parašykite komentarą

El. pašto adresas nebus skelbiamas.