Hydractinia symbiolongicarpusにおける同種測定ALR2の遺伝的多様性

Hydractinia symbiolongicarpus、植民地時代のcra骨殻の植民地のクニダリアン（クラスヒドロゾア）エピビオントは、allocognitionの遺伝的研究のモデルとして十分に確立されています。最近、2つのリンクされた遺伝子座、AlloreCognition（ALR）1およびALR2が位置クローニングによって特定され、組織適合性の主要な決定要因であることが示されました。どちらの遺伝子も、免疫グロブリン（Ig）様ドメインに類似した過可視性細胞外ドメインを持つ推定膜貫通タンパク質をコードします。私たちは、ALR2軌跡で自然に発生する変動を特徴付け、この分子の多様性の起源を理解しようとしました。18の選択された偶然のコロニーと2つの実験室の参照株を含む、21のフィールド収集コロニーのサンプルから派生した全長cDNAコーディング配列を調べました。18の不偏サンプルから回収された35の対立遺伝子のうち、34のエンコードされた一意の遺伝子産物。遺伝子の大きな中央領域で変化したが、両方ともIgのようなVセットドメインと同様に、非常に多型細胞外ドメインIを持っている2つの異なる構造クラスを特定しました。構造的にキメラの対立遺伝子の発見は、相互対両組換えがALR2の変動に寄与する可能性があるという証拠を提供しました。2つのフィールド由来のハプロタイプと1つの実験室参照シーケンスからのALR2を含むゲノム領域の比較により、ハプロタイプレベルでの構造変異の歴史も明らかになりました。自然集団における多数の同様にまれな対立遺伝子の維持は、負の周波数依存選択の特徴であり、高レベルのヘテロ接合性を生成すると予想されます。観察されたALR2対立遺伝子の多様性は、ヒト白血球抗原、B細胞Ig、または天然キラー細胞Ig様受容体などの免疫認識分子に見られるものと同等です。

Hydractinia symbiolongicarpus, a colonial cnidarian (class Hydrozoa) epibiont on hermit crab shells, is well established as a model for genetic studies of allorecognition. Recently, two linked loci, allorecognition (alr) 1 and alr2, were identified by positional cloning and shown to be major determinants of histocompatibility. Both genes encode putative transmembrane proteins with hypervariable extracellular domains similar to immunoglobulin (Ig)-like domains. We sought to characterize the naturally occurring variation at the alr2 locus and to understand the origins of this molecular diversity. We examined full-length cDNA coding sequences derived from a sample of 21 field-collected colonies, including 18 chosen haphazardly and two laboratory reference strains. Of the 35 alleles recovered from the 18 unbiased samples, 34 encoded unique gene products. We identified two distinct structural classes of alleles that varied over a large central region of the gene but both possessed highly polymorphic extracellular domains I, similar to an Ig-like V-set domain. The discovery of structurally chimeric alleles provided evidence that interallelic recombination may contribute to alr2 variation. Comparisons of the genomic region encompassing alr2 from two field-derived haplotypes and one laboratory reference sequence revealed a history of structural variation at the haplotype level as well. Maintenance of large numbers of equally rare alleles in a natural population is a hallmark of negative frequency-dependent selection and is expected to produce high levels of heterozygosity. The observed alr2 allelic diversity is comparable with that found in immune recognition molecules such as human leukocyte antigens, B cell Igs, or natural killer cell Ig-like receptors.