Thứ hai ngày 25 tháng 11 năm 2013.- Một nhóm các nhà nghiên cứu đã xác định một biến thể gen liên quan mạnh mẽ đến sự nhạy cảm với ánh nắng mặt trời, tóc sáng, mắt xanh và tàn nhang. Đó là một con đường phức tạp liên quan đến chuỗi DNA xen kẽ hoặc vùng không mã hóa của gen nằm trong số vài chục có liên quan đến các đặc điểm sắc tố của con người.
Trong nghiên cứu, được xuất bản trong ấn bản kỹ thuật số này của tạp chí 'Tế bào' vào thứ năm và được thực hiện bởi một nhóm quốc tế bao gồm các chuyên gia của Viện nghiên cứu bộ gen người quốc gia (NHGRI) của Viện sức khỏe quốc gia Hoa Kỳ (NIH) của Hoa Kỳ, một nhóm người Iceland đã được phân tích. Những người bị giảm sắc tố nhạy cảm hơn với ánh nắng mặt trời, nhưng có thể dễ dàng thu hút ánh sáng mặt trời hơn để tạo ra vitamin D3, một chất dinh dưỡng cần thiết cho xương khỏe mạnh.
Các nhà nghiên cứu đã phân tích dữ liệu từ nghiên cứu hiệp hội genome đầy đủ (GWAS) của nhóm người Iceland đó. GWAS so sánh hàng trăm ngàn khác biệt phổ biến trong DNA của các cá nhân để xem liệu có bất kỳ biến thể nào trong số các biến thể này có liên quan đến một đặc điểm đã biết hay không.
"Các gen liên quan đến sắc tố da cũng có một vai trò quan trọng đối với sức khỏe và bệnh tật của con người", giám đốc khoa học của NHGRI, Dan Kastner nói. Theo ông, nghiên cứu này giải thích một con đường phân tử phức tạp cũng có thể đóng góp kiến thức về các bệnh về da, chẳng hạn như khối u ác tính, gây ra bởi sự tương tác của tính nhạy cảm di truyền với các yếu tố môi trường.
Dữ liệu của GWAS khiến các nhà nghiên cứu tập trung vào yếu tố gen điều hòa interferon 4 (IRF4), trước đây liên quan đến khả năng miễn dịch, bằng cách tạo ra một loại protein kích thích sản xuất interferon, protein chống lại virus hoặc vi khuẩn gây hại. Các nhà khoa học quan sát thấy gen IRF4 được biểu hiện ở mức độ cao chỉ trong tế bào lympho, một loại tế bào bạch cầu quan trọng trong hệ thống miễn dịch và trong tế bào melanocytes, các tế bào da chuyên biệt sản xuất sắc tố melanin.
Theo cách này, nghiên cứu thiết lập mối liên hệ giữa gen IRF4 và đặc tính sắc tố. William Pavan, đồng tác giả và nhà nghiên cứu của Bộ phận nghiên cứu cho biết: "Các nghiên cứu về bộ gen đầy đủ đang khám phá nhiều biến thể gen liên quan đến đặc điểm của con người và hầu hết chúng được tìm thấy ở các vùng gen không mã hóa protein". Bệnh di truyền ở NHGRI.
"Việc khám phá các quá trình sinh học và cơ chế phân tử liên quan đến các biến thể trong các bộ phận được khám phá kém này là một phần khó khăn trong công việc của chúng tôi. Đây là một trong số ít trường hợp các nhà khoa học có thể liên kết một biến thể trong một khu vực bộ gen không mã hóa với một cơ chế chức năng, "ông lưu ý.
GWAS tiếng Iceland đã tạo ra hàng triệu biến thể trong số những người trong nghiên cứu. Các nhà nghiên cứu đã tập trung phân tích của họ vào 16.280 biến thể nằm trong khu vực xung quanh gen IRF4 và sau đó sử dụng quy trình lập bản đồ tự động để khám phá tập hợp các biến thể trên IRF4 ở 95.085 người ở Iceland. Một chip silicon được sử dụng trong quy trình tự động cho phép đưa vào một số lượng lớn các biến thể trong phân tích.
Dữ liệu tiết lộ rằng một biến thể trong khu vực không mã hóa, chất tăng cường điều chỉnh gen IRF4, có liên quan đến đặc điểm kết hợp của độ nhạy nắng, tóc nâu, mắt xanh và tàn nhang. Nghiên cứu đặt IRF4 trong số hơn 30 gen liên quan đến sắc tố, bao gồm một biến thể di truyền được tìm thấy trước đây ở những người có tàn nhang và tóc đỏ.
Một phần của nhóm, bao gồm các đồng tác giả của NHGRI, đã phân tích vai trò của IRF4 trong con đường liên quan đến điều hòa sắc tố và chứng minh, thông qua các nghiên cứu và thử nghiệm nuôi cấy tế bào ở chuột và cá ngựa vằn, rằng hai yếu tố phiên mã, protein bật và tắt các gen, tương tác trong con đường di truyền với IRF4, cuối cùng kích hoạt sự biểu hiện của một enzyme gọi là tyrosinase.
Một trong những yếu tố phiên mã của con đường, MITF, được gọi là chất điều hòa tổng thể melanocyte, vì nó kích hoạt biểu hiện của IRF4, nhưng chỉ có sự hiện diện của yếu tố phiên mã TFAP2A. Do đó, một biểu hiện lớn hơn của tyrosinase gây ra sự gia tăng sản xuất sắc tố melanin trong tế bào melanocytes.
Các biến thể mới được phát hiện hoạt động như một bộ điều chỉnh cường độ. Khi công tắc trên bộ tăng cường IRF4 ở vị trí bật, rất nhiều sắc tố được tạo ra. Các sắc tố melanin được chuyển từ melanocytes sang keratinocytes, một loại tế bào da gần bề mặt và bảo vệ da khỏi bức xạ UV từ ánh sáng mặt trời.
Nếu công tắc được kích hoạt kém, như trường hợp khi chứa biến thể được phát hiện, con đường sẽ kém hiệu quả hơn, dẫn đến giảm biểu hiện tyrosinase và sản xuất melanin. Cơ chế chính xác tạo ra tàn nhang vẫn chưa được biết đến, nhưng Tiến sĩ Pavan cho rằng biến thể biểu sinh có thể đóng một vai trò trong tàn nhang.
Tuy nhiên, các tác giả của nghiên cứu này hiểu rằng cần nhiều nghiên cứu hơn để xác định cơ chế mà IRF4 liên quan đến cách các tế bào melanocytes phản ứng với tia UV, có thể gây ra tàn nhang và liên quan đến khối u ác tính. ung thư da với tỷ lệ tử vong cao nhất.
Nguồn:
Tags:
CắT-Và-Con Sức khỏe Sự Tái TạO
Trong nghiên cứu, được xuất bản trong ấn bản kỹ thuật số này của tạp chí 'Tế bào' vào thứ năm và được thực hiện bởi một nhóm quốc tế bao gồm các chuyên gia của Viện nghiên cứu bộ gen người quốc gia (NHGRI) của Viện sức khỏe quốc gia Hoa Kỳ (NIH) của Hoa Kỳ, một nhóm người Iceland đã được phân tích. Những người bị giảm sắc tố nhạy cảm hơn với ánh nắng mặt trời, nhưng có thể dễ dàng thu hút ánh sáng mặt trời hơn để tạo ra vitamin D3, một chất dinh dưỡng cần thiết cho xương khỏe mạnh.
Các nhà nghiên cứu đã phân tích dữ liệu từ nghiên cứu hiệp hội genome đầy đủ (GWAS) của nhóm người Iceland đó. GWAS so sánh hàng trăm ngàn khác biệt phổ biến trong DNA của các cá nhân để xem liệu có bất kỳ biến thể nào trong số các biến thể này có liên quan đến một đặc điểm đã biết hay không.
"Các gen liên quan đến sắc tố da cũng có một vai trò quan trọng đối với sức khỏe và bệnh tật của con người", giám đốc khoa học của NHGRI, Dan Kastner nói. Theo ông, nghiên cứu này giải thích một con đường phân tử phức tạp cũng có thể đóng góp kiến thức về các bệnh về da, chẳng hạn như khối u ác tính, gây ra bởi sự tương tác của tính nhạy cảm di truyền với các yếu tố môi trường.
Dữ liệu của GWAS khiến các nhà nghiên cứu tập trung vào yếu tố gen điều hòa interferon 4 (IRF4), trước đây liên quan đến khả năng miễn dịch, bằng cách tạo ra một loại protein kích thích sản xuất interferon, protein chống lại virus hoặc vi khuẩn gây hại. Các nhà khoa học quan sát thấy gen IRF4 được biểu hiện ở mức độ cao chỉ trong tế bào lympho, một loại tế bào bạch cầu quan trọng trong hệ thống miễn dịch và trong tế bào melanocytes, các tế bào da chuyên biệt sản xuất sắc tố melanin.
Theo cách này, nghiên cứu thiết lập mối liên hệ giữa gen IRF4 và đặc tính sắc tố. William Pavan, đồng tác giả và nhà nghiên cứu của Bộ phận nghiên cứu cho biết: "Các nghiên cứu về bộ gen đầy đủ đang khám phá nhiều biến thể gen liên quan đến đặc điểm của con người và hầu hết chúng được tìm thấy ở các vùng gen không mã hóa protein". Bệnh di truyền ở NHGRI.
"Việc khám phá các quá trình sinh học và cơ chế phân tử liên quan đến các biến thể trong các bộ phận được khám phá kém này là một phần khó khăn trong công việc của chúng tôi. Đây là một trong số ít trường hợp các nhà khoa học có thể liên kết một biến thể trong một khu vực bộ gen không mã hóa với một cơ chế chức năng, "ông lưu ý.
GWAS tiếng Iceland đã tạo ra hàng triệu biến thể trong số những người trong nghiên cứu. Các nhà nghiên cứu đã tập trung phân tích của họ vào 16.280 biến thể nằm trong khu vực xung quanh gen IRF4 và sau đó sử dụng quy trình lập bản đồ tự động để khám phá tập hợp các biến thể trên IRF4 ở 95.085 người ở Iceland. Một chip silicon được sử dụng trong quy trình tự động cho phép đưa vào một số lượng lớn các biến thể trong phân tích.
Dữ liệu tiết lộ rằng một biến thể trong khu vực không mã hóa, chất tăng cường điều chỉnh gen IRF4, có liên quan đến đặc điểm kết hợp của độ nhạy nắng, tóc nâu, mắt xanh và tàn nhang. Nghiên cứu đặt IRF4 trong số hơn 30 gen liên quan đến sắc tố, bao gồm một biến thể di truyền được tìm thấy trước đây ở những người có tàn nhang và tóc đỏ.
Một phần của nhóm, bao gồm các đồng tác giả của NHGRI, đã phân tích vai trò của IRF4 trong con đường liên quan đến điều hòa sắc tố và chứng minh, thông qua các nghiên cứu và thử nghiệm nuôi cấy tế bào ở chuột và cá ngựa vằn, rằng hai yếu tố phiên mã, protein bật và tắt các gen, tương tác trong con đường di truyền với IRF4, cuối cùng kích hoạt sự biểu hiện của một enzyme gọi là tyrosinase.
Một trong những yếu tố phiên mã của con đường, MITF, được gọi là chất điều hòa tổng thể melanocyte, vì nó kích hoạt biểu hiện của IRF4, nhưng chỉ có sự hiện diện của yếu tố phiên mã TFAP2A. Do đó, một biểu hiện lớn hơn của tyrosinase gây ra sự gia tăng sản xuất sắc tố melanin trong tế bào melanocytes.
Các biến thể mới được phát hiện hoạt động như một bộ điều chỉnh cường độ. Khi công tắc trên bộ tăng cường IRF4 ở vị trí bật, rất nhiều sắc tố được tạo ra. Các sắc tố melanin được chuyển từ melanocytes sang keratinocytes, một loại tế bào da gần bề mặt và bảo vệ da khỏi bức xạ UV từ ánh sáng mặt trời.
Nếu công tắc được kích hoạt kém, như trường hợp khi chứa biến thể được phát hiện, con đường sẽ kém hiệu quả hơn, dẫn đến giảm biểu hiện tyrosinase và sản xuất melanin. Cơ chế chính xác tạo ra tàn nhang vẫn chưa được biết đến, nhưng Tiến sĩ Pavan cho rằng biến thể biểu sinh có thể đóng một vai trò trong tàn nhang.
Tuy nhiên, các tác giả của nghiên cứu này hiểu rằng cần nhiều nghiên cứu hơn để xác định cơ chế mà IRF4 liên quan đến cách các tế bào melanocytes phản ứng với tia UV, có thể gây ra tàn nhang và liên quan đến khối u ác tính. ung thư da với tỷ lệ tử vong cao nhất.
Nguồn:
