Търсене
Close this search box.

Учените идентифицират 135 нови меланинови гена, отговорни за пигментацията

Учените идентифицират 135 нови меланинови гена, отговорни за пигментацията

Учените идентифицират 135 нови меланинови гена, отговорни за пигментацията

Учените идентифицират 135 нови меланинови гена, отговорни за пигментацията


Направи дарение на училище!



***

 

Цветът на кожата, косата и очите на повече от осем милиарда души се определя от светлопоглъщащия пигмент, известен като ,,меланин‘‘. Статия, публикувана наскоро в списание ‘‘Science‘‘, включва изследване на Вивек Баджпай, доктор на науките, водещ автор и асистент в Училището по устойчиво химическо, биологично и материално инженерство в Университета на Оклахома и сътрудници от Станфордския университет. Техните изследвания са идентифицирали 135 нови гена, свързани с пигментацията.

Меланинът се произвежда в специални структури, наречени меланозоми. Меланозомите се намират в пигментните клетки, произвеждащи меланин, наречени меланоцити. Въпреки че всички хора имат еднакъв брой меланоцити, количеството меланин, което те произвеждат, е различно и води до различия в цвета на човешката кожа.

„За да разберем какво всъщност причинява производството на различни количества меланин, използвахме технология, наречена CRISPR-Cas9, за генетично инженерство на клетки“, каза Баджпай. Използвайки CRISPR, ние систематично премахнахме повече от 20 000 гена от стотици милиони меланоцити и наблюдавахме въздействието върху производството на меланин.“


Разбери повече за БГ Наука:

***

За да се установи кои гени влияят на производството на меланин, клетките, които са загубили меланин по време на процеса на отстраняване на гена, трябва да бъдат отделени от милиони други клетки, които не са го направили. Използвайки ,,in vitro‘‘ клетъчни култури, Баджпай разработи нов метод за постигане на тази цел, който открива и количествено определя активността на меланоцитите, произвеждаща меланин. Пропускайки светлина през меланоцитите, той може да запише дали светлината е абсорбирана или разпръсната от меланина вътре.

„Ако има много меланозоми, произвеждащи меланин, светлината ще се разпръсне много повече, отколкото в клетки с малко меланин“, каза Баджпай. „Използвайки процес, наречен странично разсейване на поточна цитометрия, успяхме да разделим клетки с повече или по-малко меланин. След това тези отделени клетки бяха анализирани, за да се определи идентичността на меланин-модифициращите гени. Ние идентифицирахме както нови, така и известни преди това гени, които играят важна роля в регулирането на производството на меланин при хората.“

Изследователите са открили 169 функционално различни гена, които са повлияли на производството на меланин. От тях 135 преди това не са били свързани с пигментация. Освен това те идентифицираха функцията на два новооткрити гена: KLF6 и COMMD3. ДНК-свързващият протеин KLF6 доведе до загуба на производство на меланин при хора и животни, потвърждавайки ролята, която KLF6 играе в производството на меланин и при други видове. Протеинът COMMD3 регулира синтеза на меланин чрез контролиране на киселинността на меланозомите.

В хода на историята, по-тъмната пигментация е била необходима за защита срещу ултравиолетова радиация в райони по-близо до екватора и за хора, които прекарват часове на пряка слънчева светлина. Тъй като хората се преместиха в райони с по-малко пряка слънчева светлина или по-малко часове дневна светлина като цяло, беше необходим по-малко меланин. С течение на времето това доведе до меланозоми, които произвеждат по-малко меланин, като по този начин абсорбират повече слънчева светлина.

„Като разберем какво регулира меланина, можем да помогнем за защитата на хората с по-светла кожа от меланом или рак на кожата“, каза Баджпай. „Насочвайки се към тези нови меланинови гени, бихме могли също да разработим лекарства, модифициращи меланина, за витилиго и други пигментационни заболявания.“

Технологичните процеси, разработени и използвани от изследователския екип, също могат да бъдат приложени за идентифициране на гени, които регулират производството на меланин в гъбичките и бактериите. Производството на меланин в гъбичките и бактериите им позволява да бъдат по-патогенни за хората или културите. Изследователите биха могли да разработят ефективни интервенции срещу тези микроби и техните заболявания чрез откриване и насочване към такива гени, произвеждащи меланин.

Ролята на Баджпай в проучването е завършена по време на професорството му в Университета на Оклахома. Въпреки това, част от това изследване се проведе по време на неговата постдокторска изследователска стипендия в Станфордския университет. Безвъзмездна помощ от Центъра за изследване на стволови клетки в Оклахома подкрепи проучването. Допълнително финансиране е осигурено от Министерството на отбраната на САЩ, CA160997; Медицински институт Хауърд Хюз; Национален институт по общи медицински науки, NIH R35 GM131757; награда Стайнхарт-Рийд; и Центъра Лудвиг за изследване и медицина на ракови стволови клетки.

 

Памела Динева, превод

Статия: https://www.sciencedaily.com/releases/2023/08/230811115439.htm


Вземете (Доживотен) абонамент и Подарете един на училище по избор!



***

Включи се в списъка ни с имейли – получаваш броеве, статии, видеа и всичко, което правим за популяризирането на науката в България.  

Еднократен (Вечен) абонамент​​

Списание “Българска наука” излиза в PDF и ePub и може да се изтегли и чете от компютър, таблет и телефон. Достъпа до него става чрез абонамент, а възможността да се абонирате еднократно позволява да можете да достъпите всички бъдещи броеве без да се налага никога повече да плащате за списанието.