В иммунной системе млекопитающих имеются два вида клеток, способных распознавать антигены и отвечать на их присутствие.
Это В-лимфоциты, в которых синтезируются антитела, и Т-лимфоциты, регулирующие активность В-клеток и разрушающие собственные дефектные и инородные клетки.
Природа рецептора В-клетки, т. е. находящейся на ее поверхности молекулы антитела, узнающего определенный антиген, известна уже давно: рецептор представляет собой иммуноглобулин.
На поверхности каждой В-клетки располагается множество копий генетически запрограммированного, ей одной свойственного иммуноглобулина.
Связывание антигена с одним из рецепторов служит сигналом к образованию из этого лимфоцита клона плазматических клеток, секретирующих антитела одного определенного типа.
Таким же антигеном может стимулироваться и активность Т-клеток, поэтому долгое время считали, что рецептором Т-лимфоцита также является молекула антитела или ее часть.
Однако попытки обнаружить такие молекулы на поверхности Т-лимфоцитов с помощью антител против иммуноглобулинов или же найти их гены путем гибридизации с последовательностями ДНК, в которых закодированы различные иммуноглобулины, не принесли успеха, и рецепторы Т- лимфоцитов оставались загадкой.
За последние полтора года появились данные, проливающие некоторый свет на природу этого неуловимого рецептора. Нескольким исследователям удалось получить моноклональные антитела, которые узнают отдельный Т-лимфоцит и тормозят его иммунный ответ.
Структуры, с которыми связывались эти антитела, сами похожи на антитела: они состоят из двух гликопротеинов (т. е. белков, содержащих углеводные группы), соединенных дисульфидными связями, причем в каждой цепи имеются «вариабельные» и «константные» участки, характерные для иммуноглобулинов.
В журнале "Nature" опубликованы сообщения двух групп исследователей, независимо получивших более определенные данные о молекулярной природе рецептора.
Как часто бывает, авторы «подобрались» к рецептору непрямым путем: вначале была выделена ДНК, которая предположительно кодировала его белки. М. Дэвис, С. Хедрик и их коллеги (ранее они работали в Национальном институте аллергии и инфекционных болезней) рассуждали следующим образом.
Искомые гены рецепторов могут экспрессироваться в Т-клетках, но не в В-клетках, и мРНК для белков поверхностных рецепторов клетки должна быть связана с системой мембран клетки, а не находиться в свободном виде в ее цитоплазме.
Гены белков рецепторов должны быть «перестроены» в Т-клетке (но не в других клетках), подобно тому как гены антител «перестроены» в В-клетках таким образом, что обеспечивают узнавание множества разнообразных антигенов. Наконец, в генах должны быть последовательности, кодирующие как вариабельные, так и константные области белка.
Дэвис и его сотрудники выделили связанную с мембраной РНК из клеток мышиной Т-гибридомы.
(Такие клетки, образующиеся в результате слияния Т-лимфоцитов с соответствующими злокачественными клетками, реагируют на антиген так же, как Т-лимфоциты, но в отличие от Т-клеток их можно поддерживать в культуре сколь угодно долго).
Исследователи провели обратную транскрипцию РНК, получили комплементарную ДНК (кДНК), пометили ее радиоактивным изотопом и удалили из нее все те последовательности, которые являются общими для Т- и В-клеток. Таким образом получилась специфичная меченая ДНК-проба, с помощью которой можно было выявить поверхностные белки Т-клеток.
Этой пробой просканировали «библиотеку» клонированных ДНК Т-клеток и удалось выделить ряд хорошо гибридизуюшихся с пробой и, следовательно, гомологичных ей клонов ДНК. Один из них оказался перестроенным в процессе развития Т-клетки, точно так же, как в В-клетке перестраивается ДНК иммуноглобулина.
Была определена последовательность нуклеотидов в перестроенной ДНК и исходя из этого установлена последовательность аминокислот в соответствующем белке.
Этот белок близкородственый легкой цепи иммуноглобулина мыши, в нем также есть характерные вариабельные и константные области и даже соединительный участок между ними.
Кроме того, имеются сайты для образования дисульфидных связей в соответствующих местах и гидрофобный «хвост», которым, вероятно, белок закрепляется на плазматической мембране клетки.
Другими словами, он, по-видимому, представляет собой одну из двух полипептидных цепей рецептора Т- клеток, аналогичного иммуноглобулинам В-клетки.
Сходные результаты одновременно получил Т. Мак с сотрудниками в Институте рака провинции Онтарио и Торонтском университете. Они выделили к ДНК, специфичную для Т-клеток, секвенировали несколько клонов и обнаружили клон, похожий на ген иммуноглобулина.
Кодируемый этой последовательностью белок имеет гомологии с легкими цепями иммуноглобулинов мыши и человека. Мак сделал вывод, что он является частью рецептора Т- лимфоцита.