如何选择基因以产生多种免疫细胞受体

使用Babraham研究所开发的一项新技术，研究人员可以深入研究基因改组过程，该过程负责我们的身体识别各种外来因素，如致病微生物(病原体)。这一过程的失败是各种免疫缺陷疾病的核心，也与年龄观察到的免疫功能下降有关。

为了确保这种多样性，抗原受体(识别病原体存在的细胞受体)是从更广泛选择的基因片段中组装而成的。每个抗原接收由V(可变)，D(多样性)和J(连接)区域组成，但是这些区域中的每一个都有几个可供选择。例如，在小鼠中，免疫球蛋白重链抗原受体中有4个J基因，10个D基因和195个V基因。混合和匹配区域允许我们的身体创造大量的受体，确保我们的免疫监视能够识别并响应大多数病原体。

如何选择不同的V，D和J片段仍然是免疫学研究人员的一个关键问题。该研究所开发的一种技术允许通过利用高通量测序来鉴定V，D和J区段的使用。在刚刚发表在Cell Reports上的研究中，研究人员使用这种名为VDJ-seq的技术，特别关注195 V基因在小鼠免疫细胞中的使用频率。通过使用尖端的机器学习技术来整合这些信息以及来自遗传和表观遗传分析的数据，他们发现了解释为什么使用或未使用特定V段的监管规则。

Babraham研究所的高级博士后研究员，论文的共同第一作者Daniel Bolland博士说：“选择不同的基因片段创造受体不是随机的。我们的研究表明，使用特定V基因片段的频率范围很广。这表明复杂的监管机制的参与，我们的研究结果有助于确定这些是什么以及它们如何影响选择。“Hashem Koohy博士，也是Babraham研究所的博士后研究员和该论文的共同第一作者，补充说：”将不同V段的选择频率与其他因素的信息相结合，这些因素也在重组效率中发挥作用，这使我们能够建立与活动V段使用相关的特征模式。

核动力学研究计划组织负责人兼共同作者Mikhail Spivakov博士评论说：“这是实验和计算方法之间强大协同作用的一个激动人心的例子。”

该研究所核动力学项目的研究组负责人和共同通讯作者Anne Corcoran博士说：“理解VDJ重组过程很重要，因为它是受体多样性的第一个决定因素。准确读出哪个V，D和J我们对重组过程及其调控方式的了解促进了这些发现。这些发现对免疫疾病和癌症中异常的VDJ重组具有意义。