Новые области генома человека, связанные с изменением цвета кожи в некоторых африканских популяциях могут пролить свет на то, как гены восстанавливают повреждение ДНК, вызванное УФ-излучением.
В первом исследовании такого рода международная группа исследователей геномики выявила новые области генома человека, которые связаны с изменением цвета кожи в некоторых африканских популяциях, открывая новые возможности для исследований по кожным заболеваниям и раку во всех популяциях.
Эти результаты могут помочь исследователям определить, являются ли люди с определенными последовательностями ДНК более или менее восприимчивыми к повреждению ДНК, вызванному ультрафиолетовым излучением (UVR), или реагируют на клеточный стресс по-разному. Исследователи Национального института здравоохранения внесли свой вклад в эти усилия во главе с Сарой Тишкофф, PhD, в Университете Пенсильвании в Филадельфии. Результаты были опубликованы 12 октября 2017 года в журнале Science, сообщает сайт новости науки.
Изучение пигментации кожи человека помогает исследователям понять, как меланоциты и гены работают вместе, чтобы защитить кожу от вредного воздействия ультрафиолета. Поскольку экваториальные области получают примерно в два раза больше УФ, чем более умеренные районы, считается, что более темная пигментация у людей из этих регионов снижает повреждение кожи и риск развития рака. Напротив, более легкая пигментация людей в северных странах может увеличить производство витамина D3, необходимого для предотвращения рахита, смягчения и ослабления костей у детей, как правило, из-за недостаточного витамина D.
Исследователи, изучающие гены, которые вносят свой вклад в цвет кожи в течение последних ста лет, были сосредоточены на анализе различий среди европейских популяций. Это исследование этнически разнообразных популяций в Эфиопии, Танзании и Ботсване пролило свет на области генома, которые ранее не ассоциировались с цветом кожи. «Это трансформационное исследование, потому что оно открывает новые пути для изучения пигментации и болезней пигментных клеток», — сказал Уильям Паван, кандидат медицинских наук, соавтор исследования и старший научный сотрудник отдела исследований генетических заболеваний Национального исследовательского института генома человека NIH. «Этот документ также дает основание для других исследовать локусы ДНК и связанные гены, которые играют роль в восприимчивости к раку кожи и воздействии ультрафиолетового излучения».
В этом исследовании учёные стремились идентифицировать и функционально характеризовать регионы человеческого генома, связанные с цветом кожи в африканских популяциях. Чтобы сделать это, они взяли показания счетчика цвета из внутренних рук 2092 африканских участников, чтобы определить уровни меланина в их коже. Меланин дает коже, волосам и глазам свой цвет и защищает клетки кожи от ультрафиолета.
Измеряя пигментацию кожи, исследователи могли узнать об основных геномных изменениях, которые отвечали за разницу в пигментации кожи. Из подгруппы в 1593 человека они секвенировали ДНК крови и анализировали ее, чтобы определить вариации ДНК — называемые аллели — которые отвечали за различия в цвете кожи. Гены в непосредственной близости от этих разных аллелей ДНК включали ген, который восстанавливает повреждение ДНК, вызванное УФ-светом (DDB1), два, которые связаны с альбинизмом (OCA2 и SLC24A5), и один, который способствует производству нового лизосомального белка (MFSD12). Лизосомы представляют собой субклеточные структуры, которые играют роль в оптимизации питания и борьбе с инфекциями, и теперь, с этими выводами, в пигментации кожи. «Это исследование также демонстрирует, что, сосредоточив внимание на человеческих популяциях, мы можем идентифицировать новые и недооцененные геномные изменения и пути», — говорит Стаси Лофтус, кандидат наук, соавтор и научный сотрудник в Отделе исследований генетических болезней NHGRI.