У дослідженні, опублікованому в цьому цифровому виданні журналу "Cell" у четвер та проведеному міжнародною командою, до складу якої входять експерти Національного інституту досліджень геному людини (NHGRI) Національного інституту здоров'я (NIH) США, було проаналізовано групу ісландців. Люди зі зменшенням пігменту більш чутливі до сонця, але можуть легше залучати сонячне світло для отримання вітаміну D3, необхідного живильного речовини для здорових кісток.
Дослідники проаналізували дані повного дослідження асоціації геномів (GWAS) цієї групи ісландців. GWAS порівнює сотні тисяч загальних відмінностей у ДНК людей, щоб побачити, чи пов’язаний якийсь із цих варіантів із відомою ознакою.
"Гени, що беруть участь у шкірній пігментації, також мають важливу роль у здоров'ї та хворобах людини", - сказав науковий керівник NHGRI Ден Кастнер. На його думку, це дослідження пояснює складний молекулярний шлях, який також може сприяти знанням про шкірні захворювання, такі як меланома, що обумовлено взаємодією генетичної сприйнятливості з факторами навколишнього середовища.
Дані GWAS змусили дослідників зосередити увагу на регуляторному факторі гена 4 інтерферону (IRF4), раніше асоційованому з імунітетом, виготовляючи білок, який стимулює вироблення інтерферонів, білків, які борються з вірусами чи шкідливими бактеріями. Вчені зауважили, що ген IRF4 експресується у високих рівнях лише у лімфоцитах, важливому типі лейкоцитів в імунній системі, а також у меланоцитах, спеціалізованих клітинах шкіри, які виробляють пігмент меланін.
Таким чином, дослідження встановлює зв'язок між геном IRF4 та пігментаційною характеристикою. "Повні дослідження асоціації геному виявляють багато геномних варіантів, які пов'язані з людськими рисами, і більшість з них зустрічається в геномних генах, що не кодують білок", - сказав Вільям Паван, співавтор і дослідник відділу досліджень Генетичні захворювання в НГРІ.
"Дослідження біологічних процесів та молекулярних механізмів, що передбачають варіанти в цих малодосліджених частинах генома, є складною частиною нашої роботи. Це один з небагатьох випадків, коли вченим вдалося пов'язати варіант у некодируюча область геному з функціональним механізмом ", - зазначає він.
Ісландський GWAS створив мільйони варіантів серед людей у дослідженні. Дослідники зосередили свій аналіз на 16 280 варіантах, розташованих в регіоні навколо гена IRF4, а потім використали автоматизований процес картографування для дослідження набору варіантів IRF4 у 95 085 людей в Ісландії. Кремнієвий чіп, який використовується в автоматизованому процесі, дозволяє включити в аналіз велику кількість варіантів.
Отримані дані показали, що варіант у некодуючій області, підсилювач, який регулює ген IRF4, асоціюється з поєднаною ознакою чутливості до сонця, каштановим волоссям, блакитними очима та веснянками. Дослідження розміщує IRF4 серед понад 30 генів, пов’язаних з пігментацією, включаючи генетичний варіант, який раніше знаходили у людей з веснянками та рудим волоссям.
Частина команди, включаючи співавтори NHGRI, проаналізувала роль IRF4 у шляху, пов'язаному з регуляцією пігменту, та продемонструвала, завдяки дослідженням клітинної культури та тестам на мишах та зебрах, два фактори транскрипції, білки, які включають і вимикають гени, взаємодіють генетичним шляхом з IRF4, в кінцевому рахунку активуючи експресію ферменту, який називається тирозиназою.
Один з факторів транскрипції шляху, MITF, відомий як головний регулятор меланоцитів, оскільки він активує експресію IRF4, але лише за наявності фактора транскрипції TFAP2A. Таким чином, більша експресія тирозинази викликає збільшення вироблення пігменту меланіну в меланоцитах.
Нещодавно виявлений варіант діє як регулятор інтенсивності. Коли перемикач на підсилювачі IRF4 знаходиться в положенні включення, утворюється багато пігменту. Пігмент меланін передається від меланоцитів до кератиноцитів, типу клітин шкіри біля поверхні, і захищає шкіру від УФ-випромінювання від сонячних променів.
Якщо комутатор погано активований, як у випадку, коли виявлений варіант міститься, шлях є менш ефективним, що призводить до зниження експресії тирозинази та вироблення меланіну. Точний механізм, який породжує веснянки, поки не відомий, але доктор Паван припускає, що епігенетичні зміни можуть грати роль у веснянках.
Однак, автори цього дослідження розуміють, що необхідно більше досліджень, щоб визначити механізм, за допомогою якого IRF4 бере участь у тому, як меланоцити реагують на УФ-промені, які можуть індукувати веснянки та пов'язані з меланомою, типу раку шкіри з найбільшою смертністю.
Джерело: www.DiarioSalud.net
