Isnin 25 November 2013. - Sekumpulan penyelidik telah mengenal pasti varian genomik yang sangat dikaitkan dengan kepekaan terhadap matahari, rambut ringan, mata biru dan bintik-bintik. Ini adalah laluan yang kompleks yang melibatkan urutan DNA yang dikelilingi atau rantau bukan pengekodan gen yang merupakan antara beberapa sedozen yang dikaitkan dengan ciri-ciri pigmentasi manusia.
Dalam kajian ini, yang diterbitkan dalam edisi digital jurnal 'Cell' pada hari Khamis dan dijalankan oleh pasukan antarabangsa yang merangkumi pakar-pakar dari Institut Penyelidikan Genom Manusia Kebangsaan (NHGRI) National Institutes of Health (NIH) Amerika Syarikat, sekumpulan orang Iceland telah dianalisis. Orang dengan pengurangan pigmen lebih sensitif terhadap matahari, tetapi lebih mudah menarik cahaya matahari untuk menghasilkan vitamin D3, nutrisi penting untuk tulang yang sihat.
Para penyelidik menganalisis data dari kajian persatuan genom penuh (GWAS) kumpulan orang Iceland itu. GWAS membandingkan beratus ribu perbezaan umum dalam DNA individu untuk melihat sama ada mana-mana varian ini dikaitkan dengan sifat yang diketahui.
"Gen yang terlibat dalam pigmentasi kulit juga mempunyai peranan penting dalam kesihatan manusia dan penyakit, " kata pengarah saintis NHGRI Dan Kastner. Pada pendapatnya, kajian ini menerangkan laluan molekul kompleks yang juga boleh menyumbang kepada pengetahuan tentang penyakit kulit, seperti melanoma, yang disebabkan oleh interaksi kerentanan genetik dengan faktor persekitaran.
Data GWAS membawa penyelidik untuk memberi tumpuan kepada faktor pengawal selia interferon 4 (IRF4), yang sebelum ini dikaitkan dengan imuniti, dengan membuat protein yang merangsang pengeluaran interferon, protein yang melawan virus atau bakteria berbahaya. Para saintis mengamati bahawa gen IRF4 dinyatakan pada paras yang tinggi hanya dalam limfosit, satu jenis sel darah putih penting dalam sistem imun, dan dalam melanosit, sel kulit khusus yang menghasilkan pigmen melanin.
Dengan cara ini, kajian ini mewujudkan hubungan antara gen IRF4 dan ciri pigmentasi. "Kajian persatuan genom penuh mendapati banyak varian genom yang dikaitkan dengan ciri-ciri manusia dan kebanyakannya ditemui di wilayah-wilayah genom pengekodan protein, " kata William Pavan, pengarang dan penyelidik penyelidikan Seksyen Penyelidikan Penyakit genetik di NHGRI.
"Eksplorasi proses biologi dan mekanisme molekul yang melibatkan varian di bahagian-bahagian genom yang kurang diterokai ini adalah bahagian yang sukar dalam kerja kita. Ini adalah salah satu daripada beberapa kes di mana saintis telah dapat mengaitkan varian dalam rantau genom bukan pengkodan dengan mekanisme berfungsi, "katanya.
GWAS Iceland menghasilkan berjuta-juta variasi di kalangan orang dalam kajian ini. Para penyelidik menumpukan analisisnya ke atas 16, 280 varian yang terletak di kawasan sekitar gen IRF4 dan kemudian menggunakan proses pemetaan automatik untuk meneroka set varian IRF4 di 95, 085 orang di Iceland. Cip silikon yang digunakan dalam proses automatik membolehkan sejumlah besar varian dimasukkan dalam analisis.
Data mendedahkan bahawa varian di rantau bukan pengekodan, penambah yang mengawal gen IRF4, dikaitkan dengan sifat gabungan sensitiviti matahari, rambut coklat, mata biru dan bintik-bintik. Penyelidikan ini menempatkan IRF4 di kalangan lebih daripada 30 gen yang dikaitkan dengan pigmentasi, termasuk varian genetik yang pernah dijumpai pada orang yang mempunyai bintik-bintik dan rambut merah.
Sebahagian daripada pasukan, termasuk pengarang NHGRI, menganalisis peranan IRF4 dalam laluan yang berkaitan dengan pengawalan pigmen dan ditunjukkan, melalui kajian budaya sel dan ujian pada tikus dan zebrafish, bahawa dua faktor transkripsi, protein yang menghidupkan dan mematikan gen, berinteraksi dengan jalur genetik dengan IRF4, akhirnya mengaktifkan ekspresi enzim yang dipanggil tyrosinase.
Salah satu faktor transkripsi jalur, MITF, dikenali sebagai pengatur tuan melanocyte, kerana ia mengaktifkan ekspresi IRF4, tetapi hanya dengan kehadiran faktor transkripsi TFAP2A. Oleh itu, ungkapan tyrosinase yang lebih besar menyebabkan peningkatan pengeluaran pigmen melanin dalam melanosit.
Variasi yang baru ditemui bertindak sebagai pengatur intensiti. Apabila suis pada penambah IRF4 berada di kedudukan, banyak pigmen dijana. Pigmen melanin dipindahkan dari melanocytes ke keratinocytes, sejenis sel kulit berhampiran permukaan, dan melindungi kulit dari sinaran UV dari cahaya matahari.
Sekiranya suis kurang aktif, seperti mana varian yang ditemui terkandung, laluan kurang berkesan, menyebabkan ekspresi tyrosinase dan pengeluaran melanin yang dikurangkan. Mekanisme yang tepat yang menghasilkan freckles belum diketahui, tetapi Dr Pavan menunjukkan bahwa variasi epigenetik dapat memainkan peranan dalam jeragat.
Walau bagaimanapun, penulis kajian ini memahami bahawa lebih banyak penyelidikan diperlukan untuk menentukan mekanisme yang mana IRF4 terlibat dalam bagaimana melanosit bertindak balas terhadap sinar UV, yang boleh menyebabkan freckles dan berkaitan dengan melanoma, jenis daripada kanser kulit dengan kematian tertinggi.
Sumber:
Tag:
Seks Berita Daftar Keluar Ekspres
Dalam kajian ini, yang diterbitkan dalam edisi digital jurnal 'Cell' pada hari Khamis dan dijalankan oleh pasukan antarabangsa yang merangkumi pakar-pakar dari Institut Penyelidikan Genom Manusia Kebangsaan (NHGRI) National Institutes of Health (NIH) Amerika Syarikat, sekumpulan orang Iceland telah dianalisis. Orang dengan pengurangan pigmen lebih sensitif terhadap matahari, tetapi lebih mudah menarik cahaya matahari untuk menghasilkan vitamin D3, nutrisi penting untuk tulang yang sihat.
Para penyelidik menganalisis data dari kajian persatuan genom penuh (GWAS) kumpulan orang Iceland itu. GWAS membandingkan beratus ribu perbezaan umum dalam DNA individu untuk melihat sama ada mana-mana varian ini dikaitkan dengan sifat yang diketahui.
"Gen yang terlibat dalam pigmentasi kulit juga mempunyai peranan penting dalam kesihatan manusia dan penyakit, " kata pengarah saintis NHGRI Dan Kastner. Pada pendapatnya, kajian ini menerangkan laluan molekul kompleks yang juga boleh menyumbang kepada pengetahuan tentang penyakit kulit, seperti melanoma, yang disebabkan oleh interaksi kerentanan genetik dengan faktor persekitaran.
Data GWAS membawa penyelidik untuk memberi tumpuan kepada faktor pengawal selia interferon 4 (IRF4), yang sebelum ini dikaitkan dengan imuniti, dengan membuat protein yang merangsang pengeluaran interferon, protein yang melawan virus atau bakteria berbahaya. Para saintis mengamati bahawa gen IRF4 dinyatakan pada paras yang tinggi hanya dalam limfosit, satu jenis sel darah putih penting dalam sistem imun, dan dalam melanosit, sel kulit khusus yang menghasilkan pigmen melanin.
Dengan cara ini, kajian ini mewujudkan hubungan antara gen IRF4 dan ciri pigmentasi. "Kajian persatuan genom penuh mendapati banyak varian genom yang dikaitkan dengan ciri-ciri manusia dan kebanyakannya ditemui di wilayah-wilayah genom pengekodan protein, " kata William Pavan, pengarang dan penyelidik penyelidikan Seksyen Penyelidikan Penyakit genetik di NHGRI.
"Eksplorasi proses biologi dan mekanisme molekul yang melibatkan varian di bahagian-bahagian genom yang kurang diterokai ini adalah bahagian yang sukar dalam kerja kita. Ini adalah salah satu daripada beberapa kes di mana saintis telah dapat mengaitkan varian dalam rantau genom bukan pengkodan dengan mekanisme berfungsi, "katanya.
GWAS Iceland menghasilkan berjuta-juta variasi di kalangan orang dalam kajian ini. Para penyelidik menumpukan analisisnya ke atas 16, 280 varian yang terletak di kawasan sekitar gen IRF4 dan kemudian menggunakan proses pemetaan automatik untuk meneroka set varian IRF4 di 95, 085 orang di Iceland. Cip silikon yang digunakan dalam proses automatik membolehkan sejumlah besar varian dimasukkan dalam analisis.
Data mendedahkan bahawa varian di rantau bukan pengekodan, penambah yang mengawal gen IRF4, dikaitkan dengan sifat gabungan sensitiviti matahari, rambut coklat, mata biru dan bintik-bintik. Penyelidikan ini menempatkan IRF4 di kalangan lebih daripada 30 gen yang dikaitkan dengan pigmentasi, termasuk varian genetik yang pernah dijumpai pada orang yang mempunyai bintik-bintik dan rambut merah.
Sebahagian daripada pasukan, termasuk pengarang NHGRI, menganalisis peranan IRF4 dalam laluan yang berkaitan dengan pengawalan pigmen dan ditunjukkan, melalui kajian budaya sel dan ujian pada tikus dan zebrafish, bahawa dua faktor transkripsi, protein yang menghidupkan dan mematikan gen, berinteraksi dengan jalur genetik dengan IRF4, akhirnya mengaktifkan ekspresi enzim yang dipanggil tyrosinase.
Salah satu faktor transkripsi jalur, MITF, dikenali sebagai pengatur tuan melanocyte, kerana ia mengaktifkan ekspresi IRF4, tetapi hanya dengan kehadiran faktor transkripsi TFAP2A. Oleh itu, ungkapan tyrosinase yang lebih besar menyebabkan peningkatan pengeluaran pigmen melanin dalam melanosit.
Variasi yang baru ditemui bertindak sebagai pengatur intensiti. Apabila suis pada penambah IRF4 berada di kedudukan, banyak pigmen dijana. Pigmen melanin dipindahkan dari melanocytes ke keratinocytes, sejenis sel kulit berhampiran permukaan, dan melindungi kulit dari sinaran UV dari cahaya matahari.
Sekiranya suis kurang aktif, seperti mana varian yang ditemui terkandung, laluan kurang berkesan, menyebabkan ekspresi tyrosinase dan pengeluaran melanin yang dikurangkan. Mekanisme yang tepat yang menghasilkan freckles belum diketahui, tetapi Dr Pavan menunjukkan bahwa variasi epigenetik dapat memainkan peranan dalam jeragat.
Walau bagaimanapun, penulis kajian ini memahami bahawa lebih banyak penyelidikan diperlukan untuk menentukan mekanisme yang mana IRF4 terlibat dalam bagaimana melanosit bertindak balas terhadap sinar UV, yang boleh menyebabkan freckles dan berkaitan dengan melanoma, jenis daripada kanser kulit dengan kematian tertinggi.
Sumber:
