Προσδιορίστε ένα γονίδιο που σχετίζεται με τα μπλε μάτια, τις φακίδες και τα ελαφρά μαλλιά

Δευτέρα 25 Νοεμβρίου 2013. Μια ομάδα ερευνητών έχει εντοπίσει μια γονιδιωματική παραλλαγή που συνδέεται στενά με την ευαισθησία στον ήλιο, τα ελαφρά μαλλιά, τα μπλε μάτια και τις φακίδες. Είναι μια σύνθετη οδός που περιλαμβάνει τη διεμπλοκημένη αλληλουχία του ϋΝΑ ή την μη-κωδικοποιητική περιοχή ενός γονιδίου που είναι μεταξύ μερικών δεκάδων που σχετίζονται με ανθρώπινα χαρακτηριστικά χρωματισμού.

Στη μελέτη που δημοσιεύθηκε την Πέμπτη σε αυτήν την ψηφιακή έκδοση του περιοδικού Cell, διεξήχθη από μια διεθνή ομάδα που περιλαμβάνει εμπειρογνώμονες του Εθνικού Ινστιτούτου Ερευνών Ανθρώπινου Γονιδιώματος (NHGRI) των Εθνικών Ινστιτούτων Υγείας (NIH) των Ηνωμένων Πολιτειών, αναλύθηκε μια ομάδα Ισλανδών. Τα άτομα με μείωση της χρωστικής είναι πιο ευαίσθητα στον ήλιο, αλλά μπορούν να προσελκύσουν ευκολότερα το ηλιακό φως για να παράγουν βιταμίνη D3, απαραίτητη θρεπτική ουσία για υγιή οστά.
Οι ερευνητές ανέλυσαν δεδομένα από τη μελέτη πλήρους σύνδεσης γονιδιώματος (GWAS) για την ομάδα ισλανδικού πληθυσμού. Το GWAS συγκρίνει εκατοντάδες χιλιάδες κοινές διαφορές στο DNA του ατόμου για να δει αν κάποια από αυτές τις παραλλαγές σχετίζεται με ένα γνωστό χαρακτηριστικό.
"Τα γονίδια που εμπλέκονται στην αποχρωματισμό του δέρματος έχουν επίσης σημαντικό ρόλο στην ανθρώπινη υγεία και την ασθένεια", δήλωσε ο επιστημονικός διευθυντής της NHGRI Dan Kastner. Κατά την άποψή του, η μελέτη αυτή εξηγεί μια περίπλοκη μοριακή πορεία που μπορεί επίσης να συμβάλει στη γνώση σχετικά με τις δερματικές παθήσεις, όπως το μελάνωμα, που προκαλείται από την αλληλεπίδραση της γενετικής ευαισθησίας με τους περιβαλλοντικούς παράγοντες.
Τα δεδομένα GWAS οδήγησαν τους ερευνητές να επικεντρωθούν στον ρυθμιστικό γονιδιακό παράγοντα 4 της ιντερφερόνης (IRF4), που προηγουμένως σχετίζεται με την ανοσία, κάνοντας μια πρωτεΐνη που διεγείρει την παραγωγή ιντερφερονών, πρωτεϊνών που καταπολεμούν ιούς ή επιβλαβή βακτηρίδια. Οι επιστήμονες παρατήρησαν ότι το γονίδιο IRF4 εκφράζεται σε υψηλά επίπεδα μόνο σε λεμφοκύτταρα, ένα σημαντικό είδος λευκών αιμοσφαιρίων στο ανοσοποιητικό σύστημα και σε μελανοκύτταρα, εξειδικευμένα κύτταρα του δέρματος που παράγουν το μελανινικό χρωστικό.
Με τον τρόπο αυτό, η μελέτη καθιερώνει μια σχέση μεταξύ του γονιδίου IRF4 και του χαρακτηριστικού χρώσης. "Πλήρεις μελέτες σύνδεσης γονιδιώματος ανακαλύπτουν πολλές γονιδιωματικές παραλλαγές που σχετίζονται με ανθρώπινα χαρακτηριστικά και οι περισσότερες από αυτές βρίσκονται σε περιοχές γονιδιώματος που δεν κωδικοποιούν πρωτεΐνες", δήλωσε ο William Pavan, συν-συγγραφέας και ερευνητής του ερευνητικού τμήματος Γενετικές ασθένειες στο NHGRI.
"Η διερεύνηση βιολογικών διεργασιών και μοριακών μηχανισμών που περιλαμβάνουν παραλλαγές σε αυτά τα κακώς εξερευνημένα μέρη του γονιδιώματος είναι ένα δύσκολο κομμάτι της δουλειάς μας. Αυτή είναι μία από τις λίγες περιπτώσεις στις οποίες οι επιστήμονες μπόρεσαν να συσχετίσουν μια παραλλαγή σε ένα μη κωδικοποιητική περιοχή γονιδιώματος με λειτουργικό μηχανισμό ", σημειώνει.
Το Ισλανδικό GWAS παρήγαγε εκατομμύρια παραλλαγές μεταξύ των ανθρώπων της μελέτης. Οι ερευνητές εστίασαν την ανάλυσή τους σε 16.280 παραλλαγές που βρίσκονται στην περιοχή γύρω από το γονίδιο IRF4 και στη συνέχεια χρησιμοποίησαν μια αυτοματοποιημένη διαδικασία χαρτογράφησης για να εξερευνήσουν το σετ παραλλαγών στο IRF4 σε 95.085 άτομα στην Ισλανδία. Ένα τσιπ πυριτίου που χρησιμοποιείται στην αυτοματοποιημένη διαδικασία επιτρέπει να συμπεριληφθεί ένας μεγάλος αριθμός παραλλαγών στην ανάλυση.
Τα δεδομένα αποκάλυψαν ότι μια παραλλαγή σε μια μη κωδικοποιητική περιοχή, ένας ενισχυτής που ρυθμίζει το γονίδιο IRF4, συνδέεται με το συνδυασμένο χαρακτηριστικό της ευαισθησίας στον ήλιο, των καστανών μαλλιών, των μπλε μάτια και των φακίδων. Η έρευνα τοποθετεί το IRF4 ανάμεσα στα περισσότερα από 30 γονίδια που συνδέονται με την χρωματισμό, συμπεριλαμβανομένης γενετικής παραλλαγής που βρέθηκε προηγουμένως σε άτομα με φακίδες και κόκκινα μαλλιά.
Μέρος της ομάδας, συμπεριλαμβανομένων των συν-συγγραφέων του NHGRI, ανέλυσε το ρόλο του IRF4 στην οδό που σχετίζεται με τη ρύθμιση των χρωστικών ουσιών και κατέδειξε, μέσω μελετών και δοκιμών κυτταροκαλλιέργειας σε ποντίκια και ζεβέρι, ότι δύο παράγοντες μεταγραφής, ενεργοποιούν και απενεργοποιούν γονίδια, αλληλεπιδρούν στη γενετική οδό με IRF4, ενεργοποιώντας τελικά την έκφραση ενός ενζύμου που ονομάζεται τυροσινάση.
Ένας από τους παράγοντες μεταγραφής της οδού, MITF, είναι γνωστός ως κύριος ρυθμιστής μελανοκυττάρων, καθώς ενεργοποιεί την έκφραση του IRF4, αλλά μόνο παρουσία του παράγοντα μεταγραφής TFAP2A. Έτσι, η αυξημένη έκφραση τυροσινάσης προκαλεί αύξηση της παραγωγής χρωστικής μελανίνης σε μελανοκύτταρα.
Η νεοανακαλυφθείσα παραλλαγή ενεργεί ως ρυθμιστής έντασης. Όταν ο διακόπτης στο ενισχυτή IRF4 βρίσκεται στη θέση "on", δημιουργείται πολύς χρωματισμός. Η χρωστική μελανίνης μεταφέρεται από μελανοκύτταρα σε κερατινοκύτταρα, έναν τύπο κυττάρου δέρματος κοντά στην επιφάνεια και προστατεύει το δέρμα από την υπεριώδη ακτινοβολία από το ηλιακό φως.
Εάν ο διακόπτης δεν έχει ενεργοποιηθεί καλά, όπως συμβαίνει όταν περιέχεται η ανακαλυφθείσα παραλλαγή, η οδός είναι λιγότερο αποτελεσματική, με αποτέλεσμα την μειωμένη έκφραση της τυροσινάσης και την παραγωγή μελανίνης. Ο ακριβής μηχανισμός που παράγει φακίδες δεν είναι ακόμη γνωστός, αλλά ο Δρ Pavan προτείνει ότι η επιγενετική παραλλαγή μπορεί να παίξει κάποιο ρόλο στις φακίδες.
Ωστόσο, οι συντάκτες αυτής της μελέτης κατανοούν ότι απαιτείται περισσότερη έρευνα για τον προσδιορισμό του μηχανισμού με τον οποίο εμπλέκεται το IRF4 στο πώς αντιδρούν τα μελανοκύτταρα στις υπεριώδεις ακτίνες, οι οποίες μπορούν να προκαλέσουν φουρκέλες και να σχετίζονται με το μελάνωμα, τον τύπο του καρκίνου του δέρματος με την υψηλότερη θνησιμότητα.
Πηγή: www.DiarioSalud.net