Vliv bottlenecku a selekce na variabilitu MHC genů v reliktních a nově vzniklých populacích bobra evropského

Abstract

MHC glykoproteiny jsou zásadní součástí adaptivní imunity, navíc mohou hrát roli i při volbě partnerů. MHC geny jsou pak ze všech známých genů nejvariabilnější. Z těchto důvodů jsou již několik desítek let objektem intenzivního zájmu molekulárních ekologů. Výzkum ale kromě extrémní variability komplikují také časté duplikace. Zajímavým modelem se zdá být bobr evropský. Na konci předminulého století prošel dramatickým bottleneckem, kdy po celém světě přežilo pouze zhruba 1200 jedinců v několika izolovaných reliktních populacích. Díky četným reintrodukcím se dnes bobři s rozličným původem potkávají v nově ustavených admixovaných populacích. Znalosti o MHC bobrů však byly značně omezené, byly známy sekvence pouze z jednoho lokusu a některé reliktní populace nebyly vůbec prosekvenovány. Díky doplnění o vzorky ze zbývajících reliktních populací a přidání dalšího lokusu jsem potvrdil výraznou redukci variability bobřích MHC genů a zároveň nalezl známky působení selekce v minulosti. Dále jsem vyšetřil situaci ve dvou nově ustavených populacích. Potvrdil jsem zde probíhající selekci, konkrétně porušení cytonukleární rovnováhy a výhodu divergentních alel (DAA). Máme zde tedy unikátní možnost nahlédnout do různých oken historie bobřích populací: V minulosti byla diverzita MHC formována kombinací pozitivní a...

MHC glycoproteins are an essential part of adaptive immunity and may also play a role in mate choice. In addition, MHC genes are the most variable of all known genes. For these reasons, they have been intensively studied for several last decades. However, research is complicated due to extreme variability and frequent duplications. The Eurasian beaver seems to serve as an interesting model. It underwent a dramatic bottleneck culminating in the end of 19th century, when only about 1,200 individuals survived in several isolated relic populations. Thanks to numerous reintroductions, beavers of various origin meet in newly established populations. However, knowledge of beaver MHC was very limited. Only a single MHC gene has been investigated in a detail, and some relic populations were not sampled. Utilising additional relic populations and additional MHC locus, I verified a significant reduction of the variability of beaver MHC genes and also found signs of selection in the past. Then I sequenced MHC loci in two newly formed populations. I confirmed the ongoing selection by the disruption of cytonuclear equilibrium and the advantage of divergent alleles. We therefore can have a unique insight into the several periods of the history of beaver populations: In the past, MHC diversity was shaped by a...