Måndag 25 november 2013.- En grupp forskare har identifierat en genomisk variant som är starkt förknippad med känslighet för solen, ljust hår, blå ögon och fräknar. Det är en komplex väg som involverar den flätade sekvensen av DNA eller den icke-kodande regionen av en gen som är bland några dussin som är associerade med humana pigmenteringsegenskaper.
I studien, som publicerades i denna digitala utgåva av tidskriften 'Cell' på torsdag och genomfördes av ett internationellt team som inkluderar experter från National Human Genome Research Institute (NHGRI) från National Institute of Health (NIH) i USA, en grupp isländare analyserades. Personer med pigmentreduktion är mer känsliga för solen, men kan lättare locka solljus för att generera vitamin D3, ett viktigt näringsämne för friska ben.
Forskarna analyserade data från den fullständiga genomföreningsstudien (GWAS) från den isländska gruppen. GWAS jämför hundratusentals vanliga skillnader i individernas DNA för att se om någon av dessa varianter är förknippade med ett känt drag.
"De gener som är involverade i hudpigmentering har också en viktig roll i människors hälsa och sjukdom", säger NHGRI: s vetenskapliga chef Dan Kastner. Enligt hans åsikt förklarar denna studie en komplex molekylväg som också kan bidra till kunskap om hudsjukdomar, till exempel melanom, som orsakas av interaktion mellan genetisk känslighet och miljöfaktorer.
GWAS-data fick forskare att fokusera på den interferonreglerande genfaktorn 4 (IRF4), tidigare förknippad med immunitet, genom att göra ett protein som stimulerar produktionen av interferoner, proteiner som bekämpar virus eller skadliga bakterier. Forskarna observerade att IRF4-genen uttrycks i höga nivåer endast i lymfocyter, en viktig typ av vita blodkroppar i immunsystemet, och i melanocyter, specialiserade hudceller som producerar melaninpigmentet.
På detta sätt etablerar studien en associering mellan IRF4-genen och pigmenteringskarakteristiken. "Fullständiga genomföreningsstudier upptäcker många genomiska varianter som är förknippade med mänskliga egenskaper och de flesta av dem finns i icke-proteinkodande genomregioner, " säger William Pavan, medförfattare och forskare vid forskningsavdelningen i Genetiska sjukdomar i NHGRI.
"Utforskningen av biologiska processer och molekylära mekanismer som involverar varianter i dessa dåligt utforskade delar av genomet är en svår del av vårt arbete. Detta är ett av få fall där forskare har kunnat associera en variant i en icke-kodande genomområde med en funktionell mekanism, "konstaterar han.
Isländska GWAS producerade miljontals varianter bland personerna i studien. Forskarna fokuserade sin analys på 16 280 varianter belägna i regionen runt IRF4-genen och använde sedan en automatiserad kartläggningsprocess för att utforska uppsättningen av varianter på IRF4 hos 95 085 personer på Island. Ett kiselchip som används i den automatiserade processen gör att ett stort antal varianter kan inkluderas i analysen.
Uppgifterna avslöjade att en variant i ett icke-kodande område, en förstärkare som reglerar IRF4-genen, är förknippad med det kombinerade draget av solkänslighet, brunt hår, blå ögon och fräknar. Forskningen placerar IRF4 bland de mer än 30 gener som är kopplade till pigmentering, inklusive en genetisk variant som tidigare hittats hos personer med fräknar och rött hår.
En del av teamet, inklusive medförfattarna till NHGRI, analyserade IRF4: s roll i vägen relaterad till pigmentreglering och visade genom cellkulturstudier och tester i möss och sebrafisk att två transkriptionsfaktorer, proteiner som slå på och stänga av gener, interagera i den genetiska vägen med IRF4 och i slutändan aktivera uttrycket av ett enzym som kallas tyrosinas.
En av transkriptionsfaktorerna för vägen, MITF, är känd som melanocyt-masterregulatorn, eftersom den aktiverar uttrycket av IRF4, men endast i närvaro av TFAP2A-transkriptionsfaktorn. Således orsakar ett större uttryck av tyrosinas en ökning i melaninpigmentproduktion i melanocyter.
Den nyupptäckta varianten fungerar som en intensitetsregulator. När omkopplaren på IRF4-förstärkaren är i till-läge genereras mycket pigment. Melaninpigmentet överförs från melanocyter till keratinocyter, en typ av hudcell nära ytan, och skyddar huden från UV-strålning från solljus.
Om omkopplaren är dåligt aktiverad, som är fallet när den upptäckta varianten finns, är vägen mindre effektiv, vilket resulterar i reducerat tyrosinasuttryck och melaninproduktion. Den exakta mekanismen som genererar fräknar är ännu inte känd, men Dr. Pavan antyder att epigenetisk variation kan spela en roll i fräknar.
Emellertid förstår författarna till denna studie att mer forskning behövs för att bestämma den mekanism som IRF4 är involverad i hur melanocyter svarar på UV-strålar, vilket kan inducera fräknar och vara relaterat till melanom, typen av hudcancer med den högsta dödligheten.
Källa:
Taggar:
Näring Familj Diet-Och Näringslära
I studien, som publicerades i denna digitala utgåva av tidskriften 'Cell' på torsdag och genomfördes av ett internationellt team som inkluderar experter från National Human Genome Research Institute (NHGRI) från National Institute of Health (NIH) i USA, en grupp isländare analyserades. Personer med pigmentreduktion är mer känsliga för solen, men kan lättare locka solljus för att generera vitamin D3, ett viktigt näringsämne för friska ben.
Forskarna analyserade data från den fullständiga genomföreningsstudien (GWAS) från den isländska gruppen. GWAS jämför hundratusentals vanliga skillnader i individernas DNA för att se om någon av dessa varianter är förknippade med ett känt drag.
"De gener som är involverade i hudpigmentering har också en viktig roll i människors hälsa och sjukdom", säger NHGRI: s vetenskapliga chef Dan Kastner. Enligt hans åsikt förklarar denna studie en komplex molekylväg som också kan bidra till kunskap om hudsjukdomar, till exempel melanom, som orsakas av interaktion mellan genetisk känslighet och miljöfaktorer.
GWAS-data fick forskare att fokusera på den interferonreglerande genfaktorn 4 (IRF4), tidigare förknippad med immunitet, genom att göra ett protein som stimulerar produktionen av interferoner, proteiner som bekämpar virus eller skadliga bakterier. Forskarna observerade att IRF4-genen uttrycks i höga nivåer endast i lymfocyter, en viktig typ av vita blodkroppar i immunsystemet, och i melanocyter, specialiserade hudceller som producerar melaninpigmentet.
På detta sätt etablerar studien en associering mellan IRF4-genen och pigmenteringskarakteristiken. "Fullständiga genomföreningsstudier upptäcker många genomiska varianter som är förknippade med mänskliga egenskaper och de flesta av dem finns i icke-proteinkodande genomregioner, " säger William Pavan, medförfattare och forskare vid forskningsavdelningen i Genetiska sjukdomar i NHGRI.
"Utforskningen av biologiska processer och molekylära mekanismer som involverar varianter i dessa dåligt utforskade delar av genomet är en svår del av vårt arbete. Detta är ett av få fall där forskare har kunnat associera en variant i en icke-kodande genomområde med en funktionell mekanism, "konstaterar han.
Isländska GWAS producerade miljontals varianter bland personerna i studien. Forskarna fokuserade sin analys på 16 280 varianter belägna i regionen runt IRF4-genen och använde sedan en automatiserad kartläggningsprocess för att utforska uppsättningen av varianter på IRF4 hos 95 085 personer på Island. Ett kiselchip som används i den automatiserade processen gör att ett stort antal varianter kan inkluderas i analysen.
Uppgifterna avslöjade att en variant i ett icke-kodande område, en förstärkare som reglerar IRF4-genen, är förknippad med det kombinerade draget av solkänslighet, brunt hår, blå ögon och fräknar. Forskningen placerar IRF4 bland de mer än 30 gener som är kopplade till pigmentering, inklusive en genetisk variant som tidigare hittats hos personer med fräknar och rött hår.
En del av teamet, inklusive medförfattarna till NHGRI, analyserade IRF4: s roll i vägen relaterad till pigmentreglering och visade genom cellkulturstudier och tester i möss och sebrafisk att två transkriptionsfaktorer, proteiner som slå på och stänga av gener, interagera i den genetiska vägen med IRF4 och i slutändan aktivera uttrycket av ett enzym som kallas tyrosinas.
En av transkriptionsfaktorerna för vägen, MITF, är känd som melanocyt-masterregulatorn, eftersom den aktiverar uttrycket av IRF4, men endast i närvaro av TFAP2A-transkriptionsfaktorn. Således orsakar ett större uttryck av tyrosinas en ökning i melaninpigmentproduktion i melanocyter.
Den nyupptäckta varianten fungerar som en intensitetsregulator. När omkopplaren på IRF4-förstärkaren är i till-läge genereras mycket pigment. Melaninpigmentet överförs från melanocyter till keratinocyter, en typ av hudcell nära ytan, och skyddar huden från UV-strålning från solljus.
Om omkopplaren är dåligt aktiverad, som är fallet när den upptäckta varianten finns, är vägen mindre effektiv, vilket resulterar i reducerat tyrosinasuttryck och melaninproduktion. Den exakta mekanismen som genererar fräknar är ännu inte känd, men Dr. Pavan antyder att epigenetisk variation kan spela en roll i fräknar.
Emellertid förstår författarna till denna studie att mer forskning behövs för att bestämma den mekanism som IRF4 är involverad i hur melanocyter svarar på UV-strålar, vilket kan inducera fräknar och vara relaterat till melanom, typen av hudcancer med den högsta dödligheten.
Källa:
