Всього одна буква днк змінює колір волосся

Відео: Урок Easy Paint Tool SAI: Як створити і налаштувати кисть

Дослідники з Медичного інституту Говарда Хьюза (Howard Hughes Medical Institute) в Чеві-Чейз виявили, що заміна лише однієї літери в коді ДНК здатна змінити колір волосся у людини.

Девід Кінгслі (David Kingsley), науковий співробітник інституту, протягом довгого часу вивчав еволюцію Колюшкі - маленької рибки, яка перемістилася з морів в озера і струмки в кінці останнього льодовикового періоду.

Використовуючи здатність Колюшкі адаптуватися до різних умов навколишнього середовища, Кінгслі і його колеги змогли ідентифікувати молекулярні зміни, що лежать в основі її еволюції.

Нещодавно вони переключили свою увагу на те, що по еволюційних змін у цієї рибки можна зробити цікаві висновки про еволюцію людини та інших видів.

У своєму останньому дослідженні команда доктора Кінгслі вивчала генетичний код, який відповідає за пігментацію Колюшкі. У 2007 році вчені встановили, що у різних популяцій Колюшкі по всьому світу зміни в пігментації запускаються одним і тим же геном.

Цікаво, що цей ген виявився зовсім не унікальним для маленької рибки.

У людей і рибок пігментацію контролює один ген

«Ген, дуже схожий на той, який контролює забарвлення Колюшкі, робить сильний вплив на пігментацію у різних людських популяцій в усьому світі», - каже Кінгслі.

Різні варіації цієї ділянки гена, який називається Kit ligand, у людей асоціюються з відмінностями в кольорі шкіри. Кінгслі виявив, що і у риб, і у людей генетичні зміни, пов`язані з пігментацією, відбуваються в регуляторних елементах генома.

Але відстеження специфічних регуляторних елементів в величезному геномі - це пошук голки в копиці сіна. Кінгслі каже, що перед ними стояв вибір, на якій області зосередити свою увагу.

Крім кодування протеїнів для пігментних клітин, ділянка Kit ligand виконує безліч інших функцій. Наприклад, він впливає на поведінку стовбурових клітин крові, попередників сперматозоїдів і яйцеклітин, а також нейронів кишечника.

Вчені намагалися ізолювати регуляторні зміни в цій ділянці, які відповідають саме за колір волосся, не впливаючи на інші функції гена. Щоб зробити це, один з експертів команди Кетрін Гюнтер (Catherine Guenther) вирізала сегменти людської ДНК в зазначеній галузі і зв`язала кожен шматочок регуляторного гена з репортерного геном. Якщо гени зв`язувалися «правильно», вчені отримували глибокий синій колір.

Далі Гюнтер ввела ці шматочки включеної ДНК в клітини мишей. Це дозволило вченим спостерігати ефект ізольованого шматочка ДНК, який регулював процеси в волосяних фолікулах гризунів.

При подальшому вивченні ДНК в цьому регуляторному сегменті команда виявила, що одна-єдина буква генетичного коду відрізняється у людей, які мають різний колір волосся.

Це було підтверджено в ході експериментів з культурами клітин. Перемикання на світлий колір волосся відповідало простому зниження активності гена на 20% - це дозволило вченим зробити висновок, що вони знайшли саме той ключовий компонент послідовності ДНК.

У мишей експеримент також вдався. Гризуни, у яких вчені по-різному активували вказаний ген, мали в результаті яких темну, або світле забарвлення шерсті.

Кінгслі пояснив отримані результати: «Ми з упевненістю можемо сказати, що однієї пари підстав достатньо, щоб освітлити шерсть у тварини, причому для цього достатньо лише знизити експресію гена на 20%. Це хороший приклад того, як прекрасно налаштовані регуляторні механізми можуть виробляти різні риси організму. Генетичний механізм, який контролює освітлення волосся, ніяк не порушує біологію інших частин тіла. Світле волосся - це всього лише світле волосся ».

Кінгслі сподівається, що їхня робота не тільки призведе до кращого розуміння молекулярних механізмів людського розмаїття, але їх стане важливим кроком на шляху до підвищення стійкості людей до різних захворювань.