Tuvastage geen, mis on seotud siniste silmade, freckles ja heledate juustega

Esmaspäev, 25. november 2013 - rühm teadlasi on tuvastanud genoomi variatsiooni, mis on tugevalt seotud tundlikkusega päikese, heledate juuste, siniste silmade ja tedretähnidega. See on keeruline rada, mis hõlmab põimitud DNA järjestust või geeni mittekodeerivat piirkonda, mis kuulub mõnekümne hulka, mis on seotud inimese pigmentatsiooniomadustega.

Neljapäeval ajakirja 'Cell' selles digiväljaandes avaldatud uuringus, mille viis läbi rahvusvaheline meeskond, kuhu kuuluvad eksperdid Ameerika Ühendriikide Riiklike Terviseinstituutide (NIH) Riiklikust Inimese Geenivaramu Uurimisinstituudist (NHGRI), analüüsiti islandlaste rühma. Pigmendivaegusega inimesed on päikese suhtes tundlikumad, kuid suudavad hõlpsamini päikesevalgust meelitada, et tekitada D3-vitamiini, mis on tervete luude oluline toitaine.
Teadlased analüüsisid selle Islandi elanike rühma täieliku genoomiühenduse uuringu (GWAS) andmeid. GWAS võrdleb sadu tuhandeid tavalisi erinevusi indiviidide DNA-s, et näha, kas mõni neist variantidest on seotud tuntud tunnusega.
"Naha pigmentatsioonis osalevatel geenidel on oluline roll ka inimeste tervises ja haigustes, " ütles NHGRI teadusdirektor Dan Kastner. Tema arvates selgitab see uuring keerulist molekulaarset rada, mis võib aidata kaasa ka teadmistele nahahaiguste, näiteks melanoomi kohta, mille põhjuseks on geneetilise vastuvõtlikkuse koostoime keskkonnateguritega.
GWAS-i andmed sundisid teadlasi keskenduma varem immuunsusega seotud interferooni reguleerivale geenifaktorile 4 (IRF4), tehes valku, mis stimuleerib interferoonide tootmist, viiruste vastu võitlevaid valke või kahjulikke baktereid. Teadlased täheldasid, et IRF4 geen ekspresseerub kõrgel tasemel ainult lümfotsüütides, mis on immuunsussüsteemi oluline valgevereliblede tüüp, ja melanotsüütides, spetsialiseerunud naharakkudes, mis toodavad melaniini pigmenti.
Sel viisil tuvastatakse uuringus seotus IRF4 geeni ja pigmentatsiooniomaduste vahel. "Terviklike genoomide assotsiatsiooniuuringute käigus avastatakse palju genoomseid variante, mis on seotud inimese tunnustega ja enamik neist leitakse valke mittekodeerivates genoomipiirkondades, " ütles William Pavan, uuringu sektsiooni kaasautor ja teadur. NHGRI geneetilised haigused.
"Bioloogiliste protsesside ja molekulaarsete mehhanismide uurimine, mis hõlmavad variante nendes genoomi halvasti uuritud osades, on meie töö keeruline osa. See on üks väheseid juhtumeid, kus teadlased on suutnud variandi siduda mittekodeeriv funktsionaalse mehhanismiga genoomi piirkond, "märgib ta.
Islandi GWAS koostas uuringus osalenud inimeste seas miljoneid variante. Teadlased keskendusid oma analüüsis 16 280 variandile, mis asuvad IRF4 geeni ümbritsevas piirkonnas, ja kasutasid seejärel automatiseeritud kaardistamisprotsessi, et uurida Islandil 95 085 inimesel IRF4 variatsioonide komplekti. Automatiseeritud protsessis kasutatav ränikiip võimaldab analüüsi kaasata suure hulga variante.
Andmetest selgus, et mittekodeeriva piirkonna variant, IRF4 geeni reguleeriva tugevdaja, on seotud päikesetundlikkuse, pruunide juuste, siniste silmade ja tedretähtede kombineeritud tunnusega. Teadusuuringud paigutasid IRF4 enam kui 30 pigmentatsiooniga seotud geeni hulka, sealhulgas geneetiline variant, mida varem leidus freckleside ja punaste juustega inimestel.
Osa meeskonnast, sealhulgas NHGRI kaasautorid, analüüsis IRF4 rolli pigmendi reguleerimisega seotud rajas ja näitas rakukultuuri uuringute ja hiirte ning sebrakalade testide abil, et kaks transkriptsioonifaktorit, valgud, mis lülitavad geenid sisse ja välja, interakteeruvad geneetilises rajas IRF4-ga, aktiveerides lõpuks ensüümi, mida nimetatakse türosinaasiks, ekspressiooni.
Raja ühte transkriptsioonifaktorit, MITF-i, nimetatakse melanotsüütide põhiregulaatoriks, kuna see aktiveerib IRF4 ekspressiooni, kuid ainult TFAP2A transkriptsioonifaktori juuresolekul. Seega põhjustab suurenenud türosinaasi ekspressioon melaniini pigmendi tootmise suurenemist melanotsüütides.
Äsja avastatud variant toimib intensiivsuse regulaatorina. Kui IRF4 võimendi lüliti on sisse lülitatud asendis, tekib palju pigmenti. Melaniinipigment kandub melanotsüütidest keratinotsüütidesse - pinna lähedal asuvasse tüüpi naharakkudesse - ja see kaitseb nahka päikesevalguse eest ultraviolettkiirguse eest.
Kui lüliti on halvasti aktiveeritud, nagu see on avastatud variandi sisalduse korral, on rada vähem efektiivne, mille tulemuseks on türosinaasi ekspressiooni ja melaniini produktsiooni vähenemine. Freckleide tekitamise täpne mehhanism pole veel teada, kuid dr Pavan soovitab, et frecklitel võiks rolli mängida epigeneetiline variatsioon.
Selle uuringu autorid mõistavad siiski, et IRF4 osalemise mehhanismi selgitamiseks, kuidas melanotsüüdid reageerivad UV-kiirgusele, mis võib esile kutsuda freckles ja olla seotud melanoomiga, on vaja rohkem uuringuid nahavähi suurim suremus.
Allikas: www.DiarioSalud.net