प्रतिरक्षा जीन अभिव्यक्ति मई सामाजिक स्थिति ड्राइव

जंगली बाबूनों का एक अध्ययन सामाजिक प्रभुत्व के विकास में नई अंतर्दृष्टि देता है।

माउंट के उत्तर किलिमंजारो, वैज्ञानिकों ने एम्बोसेली बाबून परियोजना के एक हिस्से के रूप में चार दशकों में 1,500 से अधिक जंगली सवाना बाब्बून (पापियो सिनोसेफलस) का निरीक्षण किया है।

स्रोत: पॉल मैनिक्स (बाबून, अंबोसेलि नेशनल पार्क, केन्या) [सीसी बाय-एसए 2.0]

सामाजिक पदानुक्रम मनोवैज्ञानिक तनाव का कारण बनता है। खराब संसाधनों से जुड़ा हुआ, प्रतिरक्षा प्रणाली पर तनाव कमजोर पड़ता है। यह कैंसर पैदा करने वाले उत्परिवर्तनों के विकास को दबाने और पर्यावरण के झटके को अनुकूलित करने के लिए रोगजनकों को रोकने की जीव की क्षमता को नष्ट कर देता है। इसलिए, जब असमानता बढ़ जाती है, तो सबसे बुरी तरह से कम से कम उन लोगों की तुलना में कम, बीमार और अधिक आम तौर पर दुखी जीवन जीने की उम्मीद कर सकते हैं। कम से कम अब तक कहानी थी। हालांकि, नए शोध से पता चलता है कि हमें कम से कम इस कहानी का एक हिस्सा मिल गया है।

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जीवविज्ञानी की ड्यूक टीम द्वारा केन्या में प्राइमेट्स के एक नए अध्ययन के मुताबिक, उच्च सामाजिक स्थिति न केवल सूजन में बदलाव का परिणाम हो सकती है। हालांकि, टीम ने केवल पुरुषों में प्रतिरक्षा जीन अभिव्यक्ति की भूमिका की खोज की, जबकि यह महिलाओं की सामाजिक स्थिति की व्याख्या नहीं कर सका। अकेले जेनेटिक्स ने प्रभुत्व रैंक को पूर्व निर्धारित नहीं किया था।

“हमें प्रकोप पथों में प्रभुत्व की स्थिति के हस्ताक्षर मिले। लेकिन वहां बहुत से संदर्भ निर्भरता थी। ड्यूक विश्वविद्यालय में जीवविज्ञान और विकासवादी मानव विज्ञान के एसोसिएट प्रोफेसर जेनी तुंग ने कहा, केन्या में अंबोसली बाबून रिसर्च प्रोजेक्ट के एसोसिएट डायरेक्टर जेनी तुंग ने कहा।

सामाजिक पदानुक्रमों और स्वास्थ्य के बीच संबंधों को समझने के लिए वैज्ञानिक अक्सर जानवरों के साम्राज्य, जंगली जानवरों में गैर-मानव प्राइमेट्स में हमारी प्रजातियों के निकटतम रिश्तेदारों के पास जाते हैं। आज के सबसे पुराने और सबसे सफल कार्यक्रमों में से एक केन्या में अंबोसली बाबून रिसर्च प्रोजेक्ट है, जहां इसकी शुरुआत के बाद से चार दशकों के दौरान, कई पीढ़ियों में करीब 1,500 बाबूनों का अध्ययन किया गया है। प्रयास शुरू हुआ जब 1 9 63 में क्षेत्रीय जीवविज्ञानी, जीन और स्टुअर्ट अल्टमैन के एक युवा जोड़े ने सवाना बच्चों के प्राकृतिक इतिहास का अध्ययन करने के लिए एक साइट की तलाश में केन्या और तंजानिया के माध्यम से यात्रा की। अब प्रिंसटन में, जीन अल्ल्मैन ने 1 9 80 के दशक में जोड़े के स्नातक छात्र ड्यूक के सुसान सी अल्बर्ट्स के साथ परियोजना को सह-निर्देशित किया। समूह के अन्य सदस्य ड्यूक के जेनी तुंग और नोट्रे डेम के एलिजाबेथ आर्ची हैं, जिनमें से दोनों अल्बर्ट्स के साथ स्नातक छात्रों के रूप में प्रशिक्षित हैं।

अपने प्राकृतिक आवास में बाबूनों को देखने के दशकों ने शोधकर्ताओं को समूह सामाजिक पदानुक्रमों को सटीक रूप से परिभाषित करने की अनुमति दी। तुंग के मुताबिक, अंबोसेली बाबून रिसर्च प्रोजेक्ट के शोधकर्ताओं ने 1 9 71 से जंगली सवाना गुब्बारे पर दैनिक अवलोकन दर्ज किए हैं। इसके अलावा, अंबोसेली पार्क में आबादी की निरंतर पहुंच ने आज तुंग की टीम को लंबे समय तक ज्ञात बाबूनों से रक्त नमूनों को इकट्ठा करने की इजाजत दी टिप्पणियों। इस अध्ययन के लिए डेटा इकट्ठा करने के लिए, तुंग ने अपने स्नातक छात्र अमांडा जे ली, अध्ययन के पहले लेखक और प्रिंसटन विश्वविद्यालय में एक पोस्टडॉक के साथ चार साल की अवधि में केन्या की यात्रा की।

प्रौद्योगिकी में हालिया प्रगति के लिए धन्यवाद, ड्यूक में तुंग की प्रयोगशाला आज रक्त की बूंद से जीव की जीवविज्ञान में अभूतपूर्व अंतर्दृष्टि प्राप्त करने में सक्षम है। जंगली बाबूनों में प्रतिरक्षा प्रणाली विनियमन और सामाजिक स्थिति के बीच संबंधों की दिशा को समझने के लिए, टीम ने संयुक्त जीनोटाइप, जीन अभिव्यक्ति डेटा, और 61 बच्चों के अन्य आणविक मार्करों को उनके प्राकृतिक आवास में एक ही विषय के सामाजिक रैंक के विस्तृत अवलोकन डेटा के साथ अंबोसेलि, केन्या। उन्होंने इस सवाल का जवाब देने के लिए तैयार किया कि क्या प्रतिरक्षा प्रणाली विनियमन में परिवर्तन सामाजिक स्थिति की स्थिति से पहले हो सकता है, बल्कि दूसरी तरफ। दूसरे शब्दों में, केवल प्रभावित होने के बजाय जीन अभिव्यक्ति ड्राइव प्रभुत्व रैंक प्रतिरक्षा कर सकता है?

“मूल रूप से, हम यह स्थापित करने की कोशिश करते हैं कि सिर्फ सहसंबंधित होने के बजाय कुछ कारण है। ऐसा करने का एक शास्त्रीय तरीका यादृच्छिक नियंत्रित डिज़ाइन का उपयोग करना है, लेकिन हम जंगली savannah Baboons को अपनी प्रतिरक्षा जीन अभिव्यक्ति को बदलने के लिए मजबूर नहीं कर सकते हैं, “प्रोफेसर तुंग ने कहा।

तो, एक यादृच्छिक नियंत्रित डिजाइन के बजाय, तुंग और उसके सहयोगियों ने इस्तेमाल किया जिसे मंडेलियन यादृच्छिक दृष्टिकोण कहा जाता है। तुंग बताते हैं, “शायद प्रकृति ने हमारे लिए यादृच्छिकरण किया था।” “शायद प्रकृति ने यादृच्छिक रूप से विषयों को अलग प्रतिरक्षा प्रणाली विनियमन जीन दिया, और इन जीनों का प्रभुत्व के साथ संबंध नहीं है।”

ली ने मानव महामारी विज्ञान में अपनी जड़ें होने के रूप में मेंडेलियन यादृच्छिक दृष्टिकोण को समझाया। उदाहरण के लिए, ट्राइग्लिसराइड्स और हृदय रोग के बीच संबंधों का आकलन करने में, महामारीविज्ञानी अलग-अलग रोगियों के लिए यादृच्छिक रूप से ट्राइग्लिसराइड्स के उच्च और निम्न स्तर को असाइन नहीं कर सकते हैं। इसके बजाए, वे इस तथ्य का फायदा उठाते हैं कि जीनोटाइप जन्म के समय यादृच्छिक होते हैं। जीनों के आधार पर विषयों को क्रमबद्ध करने के बाद हम जानते हैं कि उच्च ट्राइग्लिसराइड्स के लिए जोखिम लेते हैं, शोधकर्ता अधिक सटीक परीक्षण कर सकते हैं कि रक्त ट्राइग्लिसराइड के स्तर अभी भी हृदय रोग की भविष्यवाणी करते हैं या नहीं। इस दृष्टिकोण को वैध बनाने वाली दो महत्वपूर्ण धारणाएं हैं (1) वास्तव में उपयोग किए जाने वाले विशिष्ट जीन रक्त में ट्राइग्लिसराइड के स्तर की भविष्यवाणी करते हैं, और (2) कि वास्तव में, एक ही जीन अन्य कारकों से संबंधित नहीं हैं, जैसे कि पहुंच स्वास्थ्य देखभाल, जो दिल की बीमारी रक्त ट्राइग्लिसराइड के स्तर से स्वतंत्र हो सकती है। अपने काम के समानता का अनुवाद करते हुए, शोधकर्ता मानते हैं कि जीन सीधे प्रतिरक्षा प्रणाली मार्गों को जीते हैं। वे यह भी मानते हैं कि जीनोटाइप को जन्म के समय यादृच्छिक रूप से असाइन किया जाता है, और प्रतिरक्षा जीन न तो प्रभुत्व रैंक द्वारा निर्धारित किए जाते हैं और न ही वे प्रतिरक्षा प्रणाली के अलावा तंत्र के माध्यम से प्रभुत्व रैंक का कारण बनते हैं।

जंगली में बाबून पदानुक्रमों पर व्यवहारिक डेटा की संपत्ति के साथ सशस्त्र, टीम ने यह मिलान करने के लिए इस मेंडेलियन यादृच्छिक दृष्टिकोण को लागू करने के लिए तैयार किया कि क्या प्रतिरक्षा प्रणाली विनियमन में परिवर्तन सामाजिक स्थिति को चला सकते हैं। पदानुक्रमों में विभिन्न स्थानों के साथ 61 बाबूनों से रक्त के नमूनों का उपयोग करके, टीम ने जीन अभिव्यक्ति को मापने के लिए अनुक्रमित आरएनए जीनोटाइप का पता लगाने के लिए विषयों के डीएनए का प्रोफाइल किया। उन्होंने अपने सेल-सतह रिसेप्टर्स के आधार पर सफेद रक्त कोशिकाओं को अलग किया और ग्राम-नकारात्मक बैक्टीरिया के एक घटक लिपोपोलिसैक्साइड के संपर्क में आने पर उन्हें अपनी प्रतिक्रिया का अध्ययन करने के लिए प्रयोगशाला में बढ़ा दिया। संक्रमण के पूरे जीव की प्रतिक्रिया को देखने के बजाय, उन्होंने बायोमाकर्स के सटीक स्तरों को देखा जो एक ज्ञात एंटीजन के संपर्क में होते हैं। प्रयोगशाला की नियंत्रित सेटिंग ने टीम को प्रतिरक्षा प्रणाली विनियमन को संशोधित करने और जंगली में विभिन्न प्रभुत्व रैंक वाले विषयों में उत्तेजना को मानकीकृत करने के लिए अन्य संभावित कारकों को बाहर करने में सक्षम बनाया।

कुल मिलाकर, प्रयोगों में पाया गया कि उच्च-स्थिति वाले पुरुषों में 2,277 जीन थे जिन्हें अलग-अलग विनियमित किया गया था, और विशिष्ट तरीकों से, कम स्थिति वाले पुरुषों में। टीम ने यह भी पाया कि इन्हें टोल-जैसी रिसेप्टर 4 (टीएलआर 4) के जीन एन्कोडिंग के लिए समृद्ध किया गया है जो ग्राम-नकारात्मक बैक्टीरिया के पता लगाने के लिए जिम्मेदार है, साथ ही साथ टीएलआर 4 द्वारा सक्रिय डाउनस्ट्रीम जीन का एक सेट जो एक भूमिका निभाता है एनएफकेबी-मध्यस्थ प्रोनफ्लैमेटरी मार्ग। इसके विपरीत, केवल 25 जीन की अभिव्यक्ति कम और उच्च-स्थिति वाली महिलाओं के बीच भिन्न थी। पदानुक्रम में बस भिन्न होने की तुलना में, कम और उच्च रैंकिंग पुरुषों की प्रतिरक्षा प्रणाली ने ग्राम-नकारात्मक बैक्टीरिया का एक घटक लिपोपोलिसैक्साइड के साथ प्रयोगशाला में उत्तेजित होने पर अलग-अलग प्रतिक्रिया दी।

टीम का मानना ​​है कि यह संदर्भ-निर्भरता और प्राकृतिक पदानुक्रमों की विविधता है जो उनके द्वारा खोजे गए सेक्स-विशिष्ट मतभेदों को समझाती है। नर और मादा दोनों बच्चे पदानुक्रमों में रहते हैं। हालांकि, तुंग और उनकी टीम ने पाया कि पुरुष लड़ने की क्षमता के आधार पर अत्यधिक प्रतिस्पर्धी, गतिशील पदानुक्रमों में रहते हैं। किसी भी समय समुदाय के अधीनस्थ सदस्यों द्वारा प्रमुख बच्चों को चुनौती दी जा सकती है, और लड़ाई के विजेता को हराया गया नया प्रभुत्व प्राप्त होता है। इसके विपरीत, टीम ने पाया कि महिला अपेक्षाकृत स्थिर नेपोटीज्म-आधारित पदानुक्रमों में रहते हैं।

मानव पदानुक्रमों के लिए टीम के शोध को लागू करने की कोशिश करते समय तुंग सावधानी बरतता है। वह बताती है कि उनके शोध का प्राथमिक उद्देश्य सामाजिक होने की लागत और लाभ को समझना है। वह इस बात में रूचि रखती है कि कैसे सामाजिक प्रतिकूलता, सामाजिक स्थिति और सामाजिक एकीकरण जानवरों के विकासवादी फिटनेस लक्षणों से संबंधित हैं, जिनमें से मुख्य संतान को उनके अनुवांशिक कोड को पुन: पेश करने और पास करने की उनकी क्षमता है।

लेकिन तुंग ने यह भी स्वीकार किया: “हम, स्वयं, सामाजिक जानवर हैं, और ऐसे कई मामले हैं जहां सामाजिक संरचनाएं स्वास्थ्य को प्रभावित करती हैं।” इस घटना को वैज्ञानिकों द्वारा स्वास्थ्य में सामाजिक ढाल के रूप में जाना जाता है। “उन परिस्थितियों को समझना महत्वपूर्ण है जिनके तहत सामाजिक दायरे पैदा होते हैं, और शारीरिक तंत्र क्या हैं जो सामाजिक पदानुक्रमों को स्वास्थ्य और रोग परिणामों से जोड़ते हैं।”

तुंग और उनके सहयोगियों के शोध से पता चलता है कि हम सामाजिक स्थिति और स्वास्थ्य के बीच का लिंक देखते हैं, तथाकथित “स्वास्थ्य चयन” के कारण हो सकता है, जहां कुछ शारीरिक और आणविक तंत्र सामाजिक पदानुक्रम में आगे बढ़ने की क्षमता में अंतर को जन्म देते हैं और प्रभुत्व प्राप्त करने के लिए।

लेकिन इससे भी दिलचस्प बात यह है कि एक ही शोध से पता चलता है कि स्वास्थ्य और सामाजिक रैंक के बीच कोई भी लिंक संदर्भ निर्भर है। तुंग और ली के अनुसार, भविष्य के शोध पर विचार करना चाहिए कि पदानुक्रम कैसे उत्पन्न होते हैं, वे कितने गतिशील होते हैं, वे प्रतिस्पर्धी सामाजिक पदानुक्रमों के साथ कैसे ओवरलैप करते हैं, और वे प्रजातियों में समान या अलग कैसे हो सकते हैं।

टीम का पेपर जीवविज्ञान शोध पत्रों के ओपन-सोर्स ऑनलाइन संग्रह बायोरेक्सिव पर पोस्ट किया गया है। मुख्य लेखक अमांडा जे ली और वरिष्ठ लेखक जेनी तुंग हैं। अन्य सह-लेखकों में एलिजाबेथ ए आर्ची, सुसान सी अल्बर्ट्स और केन्या के राष्ट्रीय संग्रहालयों के प्राइमेट रिसर्च संस्थान से संबद्ध शोधकर्ताओं की एक टीम शामिल है: मर्सी वाई अकिनी (ड्यूक में भी), रूथ न्याकुंडी, पीटर मारारी, फ्रेड Nyundo, और थॉमस Kariuki।

संदर्भ

ली एजे, एटकिनी, माई, न्याकुंडी, आर।, एट अल। (2018) डोमिनेंस रैंक से जुड़े प्रतिरक्षा जीन अभिव्यक्ति व्यापक, लिंग-विशिष्ट, और जंगली पुरुष बाबूनों में उच्च सामाजिक स्थिति के अग्रदूत हैं। bioRxiv। https://doi.org/10.1101/366021।

अंबोसेली बाबून रिसर्च प्रोजेक्ट, http://amboselibaboons.nd.edu/