В проучването, публикувано в това цифрово издание на списание „Cell“ в четвъртък и проведено от международен екип, включващ експерти от Националния институт за изследване на човешкия геном (NHGRI) на Националните здравни институти (NIH) на Съединените щати, беше анализирана група исландци. Хората с намаляване на пигмента са по-чувствителни към слънцето, но по-лесно могат да привлекат слънчевата светлина, за да генерират витамин D3, основен хранителен елемент за здравите кости.
Изследователите анализираха данни от проучването за асоцииране на пълния геном (GWAS) на тази група исландци. GWAS сравнява стотици хиляди често срещани различия в ДНК на индивидите, за да провери дали някой от тези варианти е свързан с известна черта.
„Гените, участващи в пигментацията на кожата, също имат важна роля в човешкото здраве и болести“, казва научният директор на NHGRI Дан Кастнер. Според него, това проучване обяснява сложен молекулен път, който също може да допринесе за знанията за кожни заболявания, като меланом, който се причинява от взаимодействието на генетичната чувствителност с факторите на околната среда.
Данните от GWAS накараха изследователите да се съсредоточат върху регулаторния генен фактор 4 на интерферона (IRF4), преди това свързан с имунитета, като правят протеин, който стимулира производството на интерферони, протеини, които се борят с вируси или вредни бактерии. Учените наблюдават, че гена IRF4 се експресира на високи нива само в лимфоцитите, важен тип бели кръвни клетки в имунната система, и в меланоцити, специализирани кожни клетки, които произвеждат пигмента меланин.
По този начин изследването установява връзка между гена IRF4 и пигментационната характеристика. „Пълните проучвания за асоцииране на генома откриват много геномни варианти, които са свързани с човешки черти и повечето от тях се намират в геномните региони, които не кодират протеин“, казва Уилям Паван, съавтор и изследовател на изследователския отдел на Генетични заболявания в НХРИ.
„Изследването на биологичните процеси и молекулярните механизми, които включват варианти в тези слабо проучени части на генома, е трудна част от нашата работа. Това е един от малкото случаи, в които учените са успели да свържат вариант в некодиращ регион на геном с функционален механизъм ", отбелязва той.
Исландският GWAS произвежда милиони варианти сред хората в изследването. Изследователите съсредоточиха анализа си върху 16 280 варианта, разположени в региона около гена IRF4 и след това използваха автоматизиран процес за картографиране, за да проучат набора от варианти на IRF4 при 95 085 души в Исландия. Силиконов чип, използван в автоматизирания процес, позволява да се включат голям брой варианти в анализа.
Данните разкриват, че вариант в некодиращ регион, подобрител, който регулира гена IRF4, е свързан с комбинираната черта на чувствителност към слънце, кафява коса, сини очи и лунички. Изследването поставя IRF4 сред повече от 30 гена, свързани с пигментацията, включително генетичен вариант, открит по-рано при хора с лунички и червена коса.
Част от екипа, включително съавторите на NHGRI, анализира ролята на IRF4 в пътя, свързан с регулирането на пигмента, и демонстрира, чрез изследвания на клетъчни култури и тестове при мишки и зебра, че два транскрипционни фактора, протеини, които включват и изключват гените, взаимодействат по генетичния път с IRF4, в крайна сметка активирайки експресията на ензим, наречен тирозиназа.
Един от транскрипционните фактори на пътя, MITF, е известен като главен регулатор на меланоцитите, тъй като активира експресията на IRF4, но само в присъствието на транскрипционния фактор TFAP2A. По този начин, по-голямата експресия на тирозиназа причинява увеличаване на производството на меланинови пигменти в меланоцитите.
Новооткритият вариант действа като регулатор на интензивността. Когато превключвателят на усилвателя IRF4 е в положение включено, се генерира много пигмент. Пигментът меланин се прехвърля от меланоцитите в кератиноцитите, вид кожна клетка в близост до повърхността и предпазва кожата от UV лъчение от слънчева светлина.
Ако превключвателят е слабо активиран, какъвто е случаят, когато откритият вариант се съдържа, пътят е по-малко ефективен, което води до намалена експресия на тирозиназа и производство на меланин. Точният механизъм, който генерира лунички, все още не е известен, но д-р Паван предполага, че епигенетичните вариации могат да играят роля при луничките.
Въпреки това, авторите на това проучване разбират, че са необходими още изследвания, за да се определи механизмът, по който IRF4 участва в това как меланоцитите реагират на UV лъчи, които могат да индуцират лунички и да са свързани с меланома, вида на рак на кожата с най-висока смъртност.
Източник: www.DiarioSalud.net
