Articulo de referencia

Jan Klein

[https://www.avcr.cz/en/about-us/awards/medals-of-the-cas/the-gregor-johann-mendel-honorary-medal-for-merit-in-the-biological-sciences/] Gregor Johann Mendel Medal (2004) [https...

Jan Klein (18 de enero de 1936 – 7 de mayo de 2023) fue un inmunólogo checo-estadounidense.

Vida profesional

Jan Klein fue un inmunólogo checo-estadounidense, conocido principalmente por su trabajo sobre el complejo mayor de histocompatibilidad ( MHC ). Nació en 1936 en Stemplovec, Opava, República Checa. Se graduó de la Universidad Carolina de Praga en 1955 y obtuvo su maestría (magna cum laude) en botánica de la misma universidad en 1958. Fue profesor en la escuela secundaria Neruda de Praga de 1958 a 1961. Recibió su doctorado en genética de la Academia Checoslovaca de Ciencias [ 1 ] en 1965 y se trasladó a la Universidad de Stanford como becario postdoctoral en 1968. Se convirtió en profesor asistente en 1969 y en profesor asociado en 1973 en la Universidad de Michigan . Asumió el cargo de profesor en la Facultad de Medicina Southwestern de la Universidad de Texas en 1975. Desde 1977 hasta su jubilación en 2004, fue director del Instituto Max Planck de Biología [ 2 ] en Tubinga, Alemania. Desde 2004 hasta su fallecimiento en 2023, fue profesor visitante de ciencias Frances R. y Helen M. Pentz y profesor adjunto de biología en la Universidad Estatal de Pensilvania .

Intereses de investigación

La producción científica de Klein abarca 600 publicaciones en revistas científicas y una docena de libros, de los cuales fue autor o editor. Abarca tres disciplinas principales: genética , inmunología y biología evolutiva , así como una disciplina interdisciplinaria: la inmunogenética . Su principal línea de investigación se centró en el complejo mayor de histocompatibilidad ( MHC o Mhc ), que comprende una serie de genes que desempeñan un papel fundamental en el inicio de la respuesta inmune adaptativa (AIS), ejemplificada por la producción de anticuerpos específicos para diferentes patógenos .

Logros importantes

Redefinición de la inmunología

En sus libros de texto y otros escritos, Klein introdujo un nuevo concepto de inmunología , concibiendo la disciplina como una rama de las ciencias biológicas, en lugar de como un ámbito restringido de los estudios médicos, como se había representado tradicionalmente. Definió la inmunología como la ciencia de la discriminación entre lo propio y lo ajeno, que no se ocupa únicamente de la especie humana y sus modelos animales (ratón, conejo, etc.), sino de todos los organismos; y no solo de cuestiones de salud humana, sino también de las funciones fisiológicas normales, ejecutadas por sistemas corporales especializados. Fue el primero en incluir en un libro de texto de inmunología secciones que enfatizaban la importancia del llamado sistema inmunitario no adaptativo (SINA; él prefería llamarlo no anticipatorio). También dotó a la inmunología de una estructura interna lógica. En lugar de organizar sus libros de texto en secciones como inmunoquímica , inmunobiología , inmunogenética , inmunopatología , etc., como era costumbre entonces (es decir, según las interrelaciones de la inmunología con otras disciplinas, dejando muy poco espacio para la inmunología en sí), la presentó como una ciencia autónoma . La organizó como una ciencia que opera con órganos , células, genes , moléculas, mecanismos, fenotipos y funciones especializados .

Redefinición de la inmunogenética

En su trabajo experimental, sus 25 años como director de la División de Inmunogenética del Instituto Max Planck de Biología , y casi el mismo tiempo al frente de la revista " Immunogenetics " [ enlace eliminado ] , Klein se esforzó por redefinir la disciplina de la inmunogenética. La inmunogenética surgió en la década de 1930 como el estudio de los genes que controlan los antígenos (como los de los diversos sistemas de grupos sanguíneos ) detectados por anticuerpos . Esta era una delimitación muy artificial de una disciplina, basada esencialmente en un método, más que en un contenido interno. En la concepción de Klein, la inmunogenética debía abordar lo que la inmunología y la genética tienen en común: un conjunto de genes que controlan y afectan las respuestas inmunitarias de cualquier tipo.

Descubrimiento de los genes de clase II y el concepto de MHC.

En el sistema inmunitario adaptativo , los tres conjuntos de genes más importantes son los que codifican las proteínas del complejo mayor de histocompatibilidad ( MHC ), el receptor de células T (Tcr) y el receptor de células B (Bcr, los anticuerpos ). Klein contribuyó al estudio de los tres sistemas, pero su principal interés se centró en el sistema MHC . Desarrolló el concepto moderno del MHC como compuesto por dos tipos principales de genes, para los que acuñó las denominaciones de genes de clase I y clase II. Los genes de clase I se descubrieron en 1936 (año del nacimiento de Jan Klein) como codificadores de antígenos de grupos sanguíneos ( glóbulos rojos ) , que, sin embargo, también eran responsables del rechazo de injertos incompatibles. Klein, junto con su colaboradora Vera Hauptfeld y su esposa Dagmar Klein, fueron los primeros en describir el producto de los genes de clase II e identificarlos como las moléculas que controlan el nivel de anticuerpos sintetizados en respuesta a antígenos extraños . Anteriormente, Hugh O. McDevitt y sus colaboradores mapearon un locus de respuesta inmune-1 ( Ir-1 ) que influye en el nivel de producción de anticuerpos contra el polipéptido sintético (T,G)-L—A en el Mhc . Klein y sus colaboradores, al encontrar su locus inseparable del locus Ir-1 postulado , concluyeron que los antígenos de clase II que demostraron en la superficie de los linfocitos eran producto del locus Ir-1 . Estudios posteriores confirmaron esta interpretación. El mapeo genético de los loci que controlan los antígenos de clase I y clase II del ratón mostró que formaban parte de un grupo, que Klein mapeó en el cromosoma 17 y para el cual defendió el nombre de locus de histocompatibilidad mayor, Mhc . El nombre hacía referencia al hecho de que los genes formaban parte de un conjunto que controlaba la compatibilidad tisular y, en este conjunto, un grupo tenía el efecto más fuerte (mayor). George D. Snell denominó a los genes de compatibilidad tisular histocompatibilidad 1, 2, 3, etc., en el orden de descubrimiento, y dado que los genes H2 resultaron ser los más fuertes del conjunto, se convirtieron en los primeros MHC conocidos. Todos los demás genes de histocompatibilidad pasaron a denominarse menores .

Inicialmente, el mapeo genético de los antígenos de clase I del ratón sugirió la existencia de múltiples loci de clase I en el complejo H2 . Sin embargo, pronto surgieron inconsistencias en la asignación de ciertos antígenos a los loci, lo que indicó que algo fallaba en los mapas H2 , tal como se habían elaborado en ese momento. Klein y Donald C. Shreffler resolvieron el problema demostrando que un antígeno determinado podía estar presente en moléculas controladas por diferentes loci . Teniendo en cuenta este hallazgo, lograron reducir el número de loci de clase I a dos: H2K y H2D . Este "modelo de dos loci" desempeñó un papel importante en las interpretaciones posteriores del MHC . El modelo también fue consistente con los resultados del trabajo de doctorado anterior de Klein, en el que descubrió que la selección inmunitaria para la pérdida de ciertos antígenos H2 en células somáticas iba acompañada de la pérdida de algunos antígenos no seleccionados, pero no de otros. En este sentido, los antígenos se dividieron en dos grupos, como si fueran transportados por dos moléculas diferentes. El descubrimiento de los genes de clase II se había integrado al modelo mediante la demostración de que se localizaban entre H2K y H2D . Shreffler también demostró la existencia de otro locus situado entre los dos loci de clase I. Este codificaba lo que él denominó la proteína "serológica" o Ss, presente en forma soluble en la fase fluida de la sangre , a diferencia de los antígenos de clase I y clase II, que se expresaban en la superficie celular. En ese momento, el complejo H2 podía dividirse en cuatro regiones: clase I ( H2K )... Clase II ( Ir-1 )... Ss ... Clase I ( H2D ).

Estos desarrollos alertaron a los inmunólogos, por un lado, y a los biólogos de trasplantes, por otro, sobre la importancia potencial del MHC para sus respectivas disciplinas. La consecuencia fue una proliferación de informes que describían la asociación de una variedad de fenómenos con el complejo. Las asociaciones se demostraron probando las respuestas de cepas congénicas que difieren en el complejo H2 y mapeando los genes que controlan las respuestas dentro del complejo H2 con la ayuda de cepas que portan haplotipos H2 derivados por recombinaciones intra- H2 . Estas cepas fueron desarrolladas por George D. Snell, Jack H. Stimpfling, Donald C. Shreffler y Jan Klein. Los fenómenos incluyeron el control de la respuesta de anticuerpos a una variedad de antígenos , tanto naturales como sintéticos; la supresión de la respuesta inmune por células supresoras especiales o factores solubles; la proliferación de linfocitos en un cultivo in vitro desafiado con células estimulantes incompatibles con H2 (la llamada reacción mixta de linfocitos , MLR); La muerte de células diana incompatibles con H2 por linfocitos sensibilizados (linfocitotoxicidad mediada por células, LMC); la respuesta de células inmunitarias trasplantadas contra los tejidos del huésped (reacción de injerto contra huésped, RICH); el rechazo de injertos incompatibles con H2 (piel, corazón, médula ósea , etc.) por parte de los receptores; y otros. Todos estos fenómenos parecían estar controlados por diferentes loci dentro del MHC . Como resultado, el complejo H2 parecía expandirse mediante la adición de nuevos loci (regiones). Sin embargo, el grupo de Klein cuestionó esta interpretación y, en una serie de estudios cuidadosamente controlados, demostró que los nuevos loci eran en realidad espejismos generados por diversas formas de interacción que involucraban los loci de clase I y clase II ya establecidos. De esta manera, Klein redujo el complejo H2 a la versión establecida por los métodos serológicos y propuso la visión de que las diversas respuestas (RLM, LMC, etc.) estaban controladas por los loci de clase I y clase II, en lugar de por loci separados. Posteriormente, se mapearon otros loci dentro del complejo H2 , y estos no eran fantasmas. Eran reales, pero, como argumentó Klein, no estaban relacionados con los loci de clase I y clase II y terminaron en la región por casualidad.La opinión general era, sin embargo, que representaban la región de clase III del MHC , que estaban funcionalmente relacionados con el MHC al estar involucrados en la respuesta inmune, y que el complejo funcionaba como un supergen inmune . El primero de estos loci de clase III fue el locus Ss , que más tarde se identificó como codificante del componente 4 del complemento . La proteína C4 estaba efectivamente involucrada en la inmunidad al ser una de una serie de moléculas proteicas que se unen a un anticuerpo unido a la célula para perforarlo y así matarlo. Pero nadie pudo encontrar una razón por la cual tuviera que estar vinculado a los genes de clase I o clase II para funcionar correctamente. Argumentos similares podrían aplicarse a los otros genes de clase III. Más tarde, la visión de Klein recibió un fuerte respaldo cuando su grupo descubrió que en los peces, que comprenden más de la mitad de los vertebrados con mandíbulas, ni siquiera los genes de clase I y clase II estaban en un solo grupo y los genes de clase III estaban dispersos por todo el genoma . En última instancia, el concepto moderno prevaleció sobre las tendencias a hacer que el MHC fuera innecesariamente poco parsimonioso .

Naturaleza de la respuesta inmune controlada por el MHC

El control de la respuesta de anticuerpos por el MHC planteó muchas preguntas. La principal preocupación de los inmunólogos era: ¿Por qué algunos individuos portadores de un haplotipo H2 determinado presentaban una alta respuesta a un antígeno dado , mientras que otros, portadores de otro haplotipo, presentaban una baja respuesta o ninguna respuesta? El fenómeno podía reproducirse in vitro mediante la exposición al antígeno . Los linfocitos aislados de los individuos con alta respuesta proliferaban en mayor medida que los aislados de los individuos con baja respuesta. El ensayo requería, además de los linfocitos derivados del timo (linfocitos T) , también macrófagos o células presentadoras de antígeno (CPA) del mismo individuo. En este contexto, la pregunta se reducía a: ¿Son los linfocitos T o las CPA los responsables de la diferencia en la respuesta? Muchos inmunólogos tendían a culpar a las APC, pero el grupo de Klein-Nagy, mediante una serie de elegantes experimentos, refutó esta hipótesis y explicó por qué los linfocitos T con diferentes haplotipos de MHC podrían diferir en su respuesta a antígenos específicos . Los receptores de los linfocitos T reconocen un antígeno en asociación con sus propias moléculas de MHC . Las diferentes especificidades de los Tcr que nacen de cada célula T se generan mediante un mecanismo especial durante el desarrollo del linfocito a partir de células precursoras en el timo . La generación es completamente aleatoria , de modo que surgen receptores contra todos los antígenos posibles , incluidos los propios del individuo en el que tiene lugar la diferenciación (las moléculas propias). Las células con receptores para moléculas propias deben eliminarse para prevenir una reacción inmunitaria contra los componentes propios del individuo. Sin embargo, los Tcr eliminados podrían, por casualidad , haber tenido la capacidad de reconocer ciertos antígenos extraños (no propios) en asociación con las propias moléculas de MHC del no respondedor . Por lo tanto, el repertorio de células T tiene "puntos ciegos", lo que hace que un individuo no responda no solo a lo propio, sino también a ciertos antígenos extraños .

Polimorfismo del MHC, variación en el número de cromosomas y haplotipos t.

La tipificación de cepas endogámicas sugirió que el MHC podría manifestar una variabilidad inusualmente alta (polimorfismo). Sin embargo, las cepas endogámicas no eran adecuadas para determinar el polimorfismo, ya que su evaluación requería la medición de las frecuencias génicas en poblaciones. Este esfuerzo presentaba diversos problemas, la mayoría de los cuales podían mitigarse transfiriendo una muestra de haplotipos H2 de ratones salvajes a un fondo genético endogámico (C57BL/10 o B10), generando así un conjunto de líneas congénicas B10.W. Estas líneas resultaron esenciales para la caracterización completa de los nuevos haplotipos, la identificación de recombinantes intra- H2 naturales y su uso como herramienta para el mapeo de rasgos asociados a H2 . Mediante diversos métodos, Klein y sus colegas lograron caracterizar el polimorfismo H2 en poblaciones de ratones salvajes de diferentes partes del mundo. Los estudios revelaron que el polimorfismo era realmente asombroso, tanto en el número de alelos como de haplotipos (un haplotipo es una combinación particular de alelos portados por un segmento cromosómico específico) que se presentaban con frecuencias apreciables en las poblaciones. Solo se encontraron excepciones al alto polimorfismo en ciertas poblaciones insulares y en poblaciones que habían pasado recientemente por una fase de cuello de botella. El polimorfismo H2 , en combinación con otros marcadores, podría utilizarse para caracterizar una población. El análisis del gen H2 de la población mundial de ratones silvestres reveló que estaba fragmentada en un gran número de pequeñas subpoblaciones (demes), que diferían en la presencia y frecuencias de alelos en los loci individuales. Los injertos de piel y otros métodos indicaron endogamia dentro de los demes, pero el intercambio de ciertos alelos entre ellos sugirió un flujo genético continuo entre ellos.

Estos hallazgos fueron respaldados por análisis de otros marcadores, principalmente polimorfismo cromosómico y haplotipos t . El cariotipo del ratón doméstico normalmente consta de 40 cromosomas telocéntricos, pero en ciertas regiones de Europa se pueden encontrar ratones con cariotipos que contienen menos de 40 cromosomas. La reducción en el número de cromosomas se debe a la fusión céntrica ( translocación robertsoniana ) de dos telocéntricos en un único metacéntrico. El grupo de Klein encontró poblaciones con cromosomas metacéntricos en diferentes regiones de Europa, pero concentró sus esfuerzos en el sistema de metacéntricos del sur de Alemania. Un estudio exhaustivo de estas poblaciones reveló una subdivisión en subpoblaciones, que se correlacionó con la establecida por los estudios de polimorfismo H2 .

Un haplotipo t es una designación para una región cromosómica adyacente o que abarca el complejo H2 . Tres características definen la región t : supresión de la recombinación a lo largo de toda la longitud de un haplotipo t completo ; distorsión de la segregación ( los machos t /+ transmiten el cromosoma t a más del 90 por ciento de su descendencia); y presencia frecuente de genes letales homocigotos. Los estudios combinados de t y H2 del grupo Klein en ratones salvajes de todo el mundo llevaron a la identificación y caracterización de varios haplotipos t nuevos . Su caracterización demostró que todos los haplotipos derivaban de un único haplotipo ancestral; que el haplotipo ancestral se originó en Mus domesticus de Europa occidental ; que surgió recientemente; y que de M. domesticus un único haplotipo t se introgresó en M. musculus de Europa oriental , donde luego experimentó una diversificación limitada.

Polimorfismo transespecie

Los diccionarios definen el polimorfismo genético como la presencia, con frecuencias apreciables, de dos o más alelos en un locus de una especie. Por lo tanto, se esperaba que el polimorfismo H2 hubiera surgido por una tasa de mutación (evolutiva) inusualmente alta en el ratón doméstico tras su divergencia de su pariente más cercano. Sin embargo, no había indicios de que esto fuera así. Por el contrario, Klein y sus colaboradores encontraron, mediante los métodos disponibles en aquel entonces, alelos indistinguibles en las dos especies europeas de ratón doméstico, Mus domesticus y M. musculus , que divergieron entre sí hace entre 1 y 2 millones de años. De manera similar, en las poblaciones de M. domesticus , cuyos tiempos de divergencia pudieron datarse, no encontraron nuevas variantes. El grupo de Klein tampoco pudo encontrar nuevas variantes del MHC (HLA) en poblaciones humanas aisladas, como las de los indígenas sudamericanos y las poblaciones indígenas de Siberia. Estas y otras observaciones llevaron a Klein a formular la hipótesis del polimorfismo transespecífico (TSP), que postula que la divergencia de alelos Mhc similares precede a la divergencia de las especies en las que se presentan. La detección original del polimorfismo transespecífico se basó en la identificación serológica (mediante anticuerpos) de moléculas antigénicas. Sin embargo, posteriormente, la identidad de los alelos en diferentes especies pudo confirmarse mediante el análisis de mapeo de péptidos de las proteínas antigénicas. Finalmente, la secuenciación del ADN no solo confirmó los resultados obtenidos con los métodos anteriores, sino que también introdujo una nueva dimensión en los estudios de TSP. Las pruebas revelaron que especies estrechamente relacionadas, como M. domesticus y M. musculus , las numerosas especies de peces haplocrominos de los lagos y ríos del este de África, o los pinzones de Darwin de las Islas Galápagos, compartían muchos alelos no solo en el Mhc , sino también en algunos de los loci no Mhc . En especies más distantemente emparentadas, como el ser humano y el chimpancé o el ratón doméstico y la rata noruega, ya no se podía demostrar la compartición de alelos idénticos, pero sí se evidenciaban claramente alelos relacionados compartidos. Este hallazgo dio lugar al concepto de linajes alélicos , en el que los miembros de un linaje determinado en una especie eran más similares a los miembros del mismo linaje en otra especie que a otros alelos en cualquiera de las dos especies. Desde entonces, la TSP del MHC y otros loci se ha documentado en muchas especies y ha encontrado aplicaciones en diversos temas de biología evolutiva.

Aplicaciones del concepto TSP en biología evolutiva

La esencia del concepto TSP radica en que un cierto número de alelos en un locus debe pasar por la fase de especiación desde la especie ancestral a la descendiente para asegurar la retención del polimorfismo ancestral en la nueva especie. Si se conoce este número, se puede estimar el tamaño de la población fundadora de la especie emergente. El TSP, por lo tanto, ofrece una perspectiva de la fase de la evolución que, de otro modo, sería difícil de comprender. El grupo de Klein utilizó el concepto TSP para estimar el tamaño de las poblaciones fundadoras de varias especies. Para la especie humana, el tamaño estimado a partir del polimorfismo HLA fue de 10 000 individuos reproductores. Se postularon poblaciones fundadoras igualmente grandes para los dos linajes de los que divergieron la mayoría de los cientos de especies que habitan el lago Victoria en África Oriental. Incluso para los pinzones de Darwin, que se cree que surgieron de una sola pareja fundadora, Vincek y sus colegas llegaron a la conclusión de que la bandada fundadora tenía al menos 30 individuos.

Estos estudios se convirtieron en el puente de Klein hacia la biología evolutiva. Cruzó este puente en una serie de investigaciones sobre la naturaleza del proceso de especiación en los pinzones de Darwin y en los peces haplocrominos del este de África. Junto con Akie Sato y colaboradores, aportaron evidencia molecular de que las 14 especies existentes de pinzones de Darwin en las Islas Galápagos y la única especie en la Isla del Coco derivaban de una sola especie ancestral que llegó a las islas hace unos 5 millones de años. Identificaron la especie ancestral como emparentada con Tiaris obscura , una especie que ahora habita Ecuador y otras partes del continente sudamericano. Mediante marcadores de ADN, pudieron determinar las relaciones filogenéticas entre los pinzones de Darwin existentes, excepto en el grupo de los pinzones terrestres. En este último, las especies, morfológicamente difíciles de distinguir, eran indistinguibles a nivel molecular. Este resultado podría significar que las especies divergieron hace relativamente poco tiempo y que los polimorfismos de sus genomas no han tenido tiempo suficiente para distribuirse uniformemente entre ellas, o bien que las especies continúan intercambiando genes.

Los haplocrominos constituyen uno de los dos grupos principales de cíclidos en África Oriental; el otro grupo son los tilapiinos. Klein y sus colaboradores estudiaron ambos grupos y, mediante diversos marcadores moleculares, contribuyeron a dilucidar sus relaciones filogenéticas. Posteriormente, se centraron en los haplocrominos de los lagos, tanto grandes como pequeños, y de los ríos. Los estudios revelaron un grado de parentesco entre los distintos grupos que se correlacionaba aproximadamente con su distribución geográfica. Sin embargo, el foco principal del grupo de Klein se centró en el lago Victoria. Este lago es el más joven de todos los grandes lagos de África Oriental, y su último llenado tras una desecación data de hace 14.600 años. El lago alberga más de 200 especies de haplocrominos, distinguibles morfológica y conductualmente. Contrariamente a afirmaciones anteriores, el grupo de Klein demostró que las especies no son monofiléticas y que su polimorfismo genético es considerable. Se dividen en al menos dos linajes, que se separaron hace 41.500 años, presumiblemente fuera del lago. Estos linajes divergieron de los haplocrominos que habitaban lagos más pequeños al oeste del lago Victoria hace más de 80.000 años. Al igual que en el caso de los pinzones terrestres de las Islas Galápagos, las especies de haplocrominos del lago Victoria no se distinguen mediante ningún marcador molecular utilizado por el grupo de Klein en sus estudios. Todos los métodos de genética de poblaciones empleados para calcular las distancias genéticas no mostraron diferencias significativas entre especies ni entre poblaciones de la misma especie. En este caso, sin embargo, el grupo de Klein pudo descartar la insuficiencia del tiempo de separación como explicación de los datos y argumentar que la explicación reside en la continuidad del flujo genético entre las especies incipientes. Argumentan además que la especiación es un proceso prolongado durante el cual las especies emergentes divergen en unos pocos genes responsables de las diferencias fenotípicas, pero continúan intercambiando genes hasta que la aparición de una barrera reproductiva detiene el proceso. Argumentan además que, debido a este fenómeno, muchas filogenias de las llamadas radiaciones adaptativas permanecerán sin resolver. Un ejemplo de ello es la radiación que dio origen a los tetrápodos en la evolución de los vertebrados con mandíbulas. En este caso, el grupo de Klein ha demostrado que aumentar el número de genes en la base de datos de entrada no mejora la capacidad de resolución de los árboles filogenéticos resultantes.

Evolución del MHC

Tres supuestos fundamentales sustentan el estudio de la evolución del MHC : Primero, el MHC está ausente en todos los invertebrados. Segundo, los vertebrados sin mandíbula (Agnatha) son monofiléticos y constituyen un grupo hermano de los vertebrados con mandíbula (Gnathostoma). Y tercero, los vertebrados sin mandíbula carecen del MHC , que está presente en todos los vertebrados con mandíbula. El grupo de Klein contribuyó significativamente a la aceptación general actual de estas suposiciones. La ausencia del MHC en los invertebrados se hizo evidente cuando el análisis de sus genomas no logró identificar homólogos de los genes del MHC . El grupo de Klein proporcionó un sólido respaldo a la monofilia de los agnatos mediante la clonación, secuenciación y análisis de largos segmentos de ADN de especies representativas de agnatos y gnatostomados. Además, en colaboración con el grupo de Max Cooper, aislaron células similares a linfocitos, clonaron, secuenciaron y analizaron los genes expresados ​​en estas células, sin encontrar evidencia de homólogos expresados ​​del gen del MHC . Sin embargo, sí encontraron evidencia de la evolución gradual del sistema inmunitario adaptativo. Pudieron demostrar la presencia en vertebrados sin mandíbula de varios componentes y vías auxiliares, que el AIS cooptó cuando los tres receptores centrales (Mhc, Tcr y Bcr) emergieron en los vertebrados con mandíbula. También aportaron evidencia de la omnipresencia de los genes Mhc en vertebrados con mandíbula al identificar dichos genes en una amplia gama de especies desde peces óseos [pez cebra ( Danio rerio ), cíclido Aulonocara hansbaenschi , tilapia ( Oreochromis niloticus ), carpa ( Cyprinus carpio ), guppy ( Poecilia reticulata ), espinoso de tres espinas ( Gasterosteus aculeatus ), cola de espada (Xiphophorus)]; pasando por el celacanto ( Latimeria chalumnae ), pez pulmonado africano ( Protopterus aethiopicus ); aves [pinzón bengalí ( Lonchura striata ), pinzones de Darwin y sus parientes sudamericanos]; mamíferos metaterios [ualabí de cuello rojo ( Macropus rufogriseus ) y mamíferos euterios [roedores como la rata topo ( Spalax ehrenbergi )] y una variedad de primates, incluidos prosimios, monos del Nuevo Mundo (NWM, Platyrrhini), monos del Viejo Mundo (OWM, Catarrhini) y simios]. En varias de estas especies también determinaron la organización de los MHC, sobre todo en el pez cebra.

En cuanto a la evolución de los genes MHC , el grupo de Klein contribuyó significativamente a la descripción de su estructura general. En colaboración con Yoko Satta y Naoyuki Takahata, desarrollaron un método para estimar las tasas evolutivas de los genes MHC y demostraron que esta tasa era cercana a la media de la mayoría de los genes que no pertenecen al complejo MHC . Además, aportaron pruebas de que los genes MHC están sujetos a selección equilibradora. También demostraron que esta selección conduce a la aparición independiente y repetida de motivos de secuencias cortas similares o idénticas mediante evolución convergente. Klein defendió durante mucho tiempo la idea de que este mecanismo, y otros similares, en lugar de la generalmente aceptada "conversión genética", explicaban el origen de dichos motivos.

El grupo de Klein demostró que, durante su evolución, el MHC experimenta repetidas rondas de expansión y contracción mediante duplicaciones y deleciones génicas; en la terminología de Klein, un modo de evolución en acordeón . Así, por ejemplo, demostraron que en cada uno de los tres principales linajes de primates —los prosimios, los monos del Nuevo Mundo y los monos del Viejo Mundo— la evolución de algunas familias de genes de clase II se reinició tras una contracción a un único gen ancestral. Y, tomando como ejemplo dos genes de "clase III", C4 y CYP21, ilustraron un mecanismo mediante el cual el acordeón podría estar expandiéndose y contrayéndose. El gen C4, como ya se ha mencionado, codifica un componente del sistema del complemento; el gen CYP21 codifica una enzima clave en la síntesis de las hormonas glucocorticoides y mineralocorticoides. Por lo tanto, ambos genes no están relacionados entre sí ni con los genes de clase I y clase II, pero se encuentran accidentalmente unidos en un módulo, que se ha descubierto que se duplica o triplica como una unidad durante la evolución de los primates. La conexión parece haber surgido cuando, por casualidad, apareció un motivo de secuencia corta idéntico en ambos flancos del doblete inicial C4-CYP21. Desde entonces, una desalineación ocasional de los flancos opuestos ha dado lugar a un entrecruzamiento desigual y, por consiguiente, a duplicaciones o eliminaciones del módulo.

Honores y premios

  • Premio Neuron 2018 a la trayectoria profesional en contribución a la ciencia – Biología
  • Medalla Gregor Johann Mendel 2004, Museo de Moravia, Brno.
  • 1994 Medalla Jan Evangelista Purkyne
  • Premio Glaxo de 1990 a la redacción médica.
  • Medalla James W. McLaughlin de 1986
  • 1986, Sexta Conferencia en Memoria de JF Heremans, Instituto de Patología Celular y Molecular.
  • 1985-1990 Miembro del Consejo Científico del Instituto, ICP
  • 1985 Quinta conferencia Maude L. Menten, Facultad de Medicina de la Universidad de Pittsburgh
  • 1985, Profesor Culpepper, Universidad de Carolina del Norte
  • 1985 Medalla Francois 1er Fonde le College de France
  • Premio en memoria del rabino Shai Shacknai de 1981 en Inmunología e Investigación del Cáncer, Universidad Hebrea de Jerusalén.
  • Conferencia en memoria de Elisabeth Goldschmid, 1979, Universidad Hebrea de Jerusalén

Membresías

  • 1997-1998, editor honorario de Inmunogenética
  • 1991, miembro fundador de la Sociedad Internacional del Genoma de los Mamíferos
  • 1990–1993, Genoma de los mamíferos , editor jefe
  • 1989–Presente, Folia Biologica, miembro del consejo editorial
  • 1989–1991, EMBO Journal, miembro del consejo editorial
  • 1988–1995, Cambridge Studies in Evolutionary Biology, miembro del consejo editorial
  • 1987–1995, Biología Molecular y Evolución, editor asociado
  • 1987, CRC Critical Reviews in Immunology , miembro del consejo editorial
  • 1987, Institutos Nacionales de Salud, miembro del Consejo Asesor Nacional de Inmunología.
  • 1985–1990, Boletín informativo Mouse, miembro del consejo editorial
  • 1984–1991, International Reviews of Immunology, miembro del consejo editorial
  • 1984–1990, Bioscience Research Reports, Serie de Inmunología, miembro del consejo editorial.
  • 1983–1997, EOS, Revista de Inmunología e Inmunofarmacología, miembro del consejo editorial.
  • 1983–1996, Immunological Reviews, miembro del consejo editorial
  • 1983–1987, Cell, miembro del consejo editorial
  • 1982–Presente, Scandinavian Journal of Immunology, miembro del consejo editorial
  • 1981–1990, Revista de Genética Craneofacial y Biología del Desarrollo, miembro del consejo editorial
  • 1981–1987, Sociedad de Trasplantes, consejero
  • 1977–1991, European Journal of Immunology, miembro del consejo editorial
  • 1977–1983, Inmunología del Desarrollo y Comparada, miembro del consejo editorial.
  • 1977–1980, Temas actuales en microbiología e inmunología, miembro del consejo editorial.
  • 1974–1997, Inmunogenética, editor jefe
  • 1974–1978, Institutos Nacionales de Salud, miembro de la Sección de Estudio de Inmunología.
  • 1974–1976, Trasplante, miembro del consejo editorial
  • 1974-1975, Revista de Inmunología, miembro del consejo editorial
  • 1982, Organización Europea de Biología Molecular, miembro
  • Miembro honorario de la Asociación Estadounidense de Inmunólogos
  • Sociedad Escandinava de Inmunología, miembro honorario
  • Sociedad Francesa de Inmunología, miembro honorario
  • Asociación Estadounidense para el Avance de la Ciencia, Miembro Honorario
  • Miembro de la Asociación Estadounidense para el Avance de la Ciencia
  • Miembro honorario de la Asociación Estadounidense de Inmunólogos
  • Societas Scientarum Bohemica, miembro honorario

Libros

  • Klein, J. y Klein, N. La soledad de un genio humilde - Gregor Johann Mendel: Volumen 1, Springer-Verlag Berlín Heidelberg 2013
  • Klein, J. y Takahata, N. ¿De dónde venimos? Springer-Verlag, Heidelberg 2002
  • Klein, J. y Horejsi, V. Inmunología. 2ª ed. Blackwell Science, Oxford 1997.
  • Blancher, A., Klein, J. y Socha, WW (eds.). Biología molecular y evolución de los antígenos de los grupos sanguíneos y del complejo mayor de histocompatibilidad en primates. Springer-Verlag, Berlín, 1997.
  • Klein, J. y Klein, D. (eds.) Biología molecular del complejo mayor de histocompatibilidad. Springer-Verlag, Heidelberg, 1991.
  • Klein, J. Inmunología. Blackwell, Oxford 1990.
  • Klein, J. Historia natural del complejo mayor de histocompatibilidad. Wiley, Nueva York, 1986.
  • Klein, J. Inmunología. La ciencia de la discriminación entre lo propio y lo ajeno. Wiley, Nueva York, 1982.
  • Klein, J. Biología del complejo de histocompatibilidad-2 del ratón. Principios de inmunogenética aplicados a un solo sistema. Springer-Verlag, Nueva York, 1975.
  • Klein, J., Vojtíšková, M. y Zelený, V. (eds.) Variaciones genéticas en células somáticas. Academia, Praga 1966.
  • Klein, J. Molekulární základy dedicnosti (Bases moleculares de la herencia). Orbis, Praga 1964 (en checo).
  • Klein, J. El uso de la incompatibilidad tisular en la genética de la célula somática. Academia, Praga 1966 (en checo).

Referencias

  1. "Vítejte na stránkách Akademie věd ČR - Akademie věd ČR" . Cas.cz. 8 de enero de 2012 . Consultado el 8 de julio de 2012 .
  2. "¡Funciona!" . Bio.tuebingen.mpg.de . Consultado el 8 de julio de 2012 .
  • Jan Klein cuenta la historia de su vida en Web of Stories.
  • Jan Klein en Timms
  • Premio Jan Klein Laureado Neuron a la Trayectoria Científica 2018 – Biología