4190 0

Исследователи из Медицинского института Говарда Хьюза (Howard Hughes Medical Institute) в Чеви-Чейз обнаружили, что замена всего одной буквы в коде ДНК способна изменить цвет волос у человека.

Дэвид Кингсли (David Kingsley), научный сотрудник института, на протяжении долгого времени изучал эволюцию колюшки - маленькой рыбки, которая переместилась из морей в озера и ручьи в конце последнего ледникового периода.

Используя способность колюшки адаптироваться к разным условиям окружающей среды, Кингсли и его коллеги смогли идентифицировать молекулярные изменения, лежащие в основе ее эволюции.

Недавно они переключили свое внимание на то, что по эволюционным изменениям у этой рыбки можно сделать интересные выводы об эволюции человека и других видов.

В своем последнем исследовании команда доктора Кингсли изучала генетический код, который отвечает за пигментацию колюшки. В 2007 году ученые установили, что у разных популяций колюшки по всему миру изменения в пигментации запускаются одним и тем же геном.

Интересно, что этот ген оказался вовсе не уникальным для маленькой рыбки.

У людей и рыбок пигментацию контролирует один ген

«Ген, очень похожий на тот, который контролирует окраску колюшки, оказывает сильное влияние на пигментацию у разных человеческих популяций во всем мире», - говорит Кингсли.

Различные вариации этого участка гена, который называется Kit ligand, у людей ассоциируются с различиями в цвете кожи. Кингсли обнаружил, что и у рыб, и у людей генетические изменения, связанные с пигментацией, происходят в регуляторных элементах генома.

Но отслеживание специфических регуляторных элементов в огромном геноме - это поиск иголки в стоге сена. Кингсли говорит, что перед ними стоял выбор, на какой области сосредоточить свое внимание.

Кроме кодирования протеинов для пигментных клеток, участок Kit ligand выполняет множество других функций. К примеру, он влияет на поведение стволовых клеток крови, предшественников сперматозоидов и яйцеклеток, а также нейронов кишечника.

Ученые старались изолировать регуляторные изменения в этом участке, которые отвечают именно за цвет волос, не влияя на другие функции гена. Чтобы сделать это, один из экспертов команды Кэтрин Гюнтер (Catherine Guenther) вырезала сегменты человеческой ДНК в указанной области и связала каждый кусочек регуляторного гена с репортерным геном. Если гены связывались «правильно», ученые получали глубокий синий цвет.

При дальнейшем изучении ДНК в этом регуляторном сегменте команда обнаружила, что одна-единственная буква генетического кода отличается у людей, которые имеют разный цвет волос.

Это было подтверждено в ходе экспериментов с культурами клеток. Переключение на светлый цвет волос соответствовало простому снижению активности гена на 20% - это позволило ученым заключить, что они нашли именно тот ключевой компонент последовательности ДНК.

У мышей эксперимент также удался. Грызуны, у которых ученые по-разному активировали указанный ген, имели в результате либо темную, либо светлую окраску шерсти.

Кингсли пояснил полученные результаты: «Мы с уверенностью можем сказать, что одной пары оснований достаточно, чтобы осветлить шерсть у животного, причем для этого достаточно только снизить экспрессию гена на 20%. Это хороший пример того, как прекрасно настроенные регуляторные механизмы могут производить различные черты организма. Генетический механизм, контролирующий осветление волос, никак не нарушает биологию других частей тела. Светлые волосы - это всего лишь светлые волосы».

Кингсли надеется, что их работа не только приведет к лучшему пониманию молекулярных механизмов человеческого разнообразия, но их станет важным шагом на пути к повышению устойчивости людей к различным заболеваниям.

Ученые говорят о разработке нового способа предсказания возможного цвета волос ребенка в будущем на основании анализа специальных генетических маркеров в его ДНК.

Совместная группа ученых из Нидерландов и Польши опубликовала результаты своего исследования в последнем номере научного издания Human Genetics. Исследователи установили, что сложнее всего точно идентифицировать людей с природным светлым цветом волос, тогда как по рыжим или темным волосам вероятность определения превышает 90%. По русым или светлым волосам вероятность детектирования составляет около 80%.

Новая техника также позволяет установить некоторые различия между разнообразными цветовыми оттенками волос.

Например, светло- или темно-русыми волосами.

По словам Манфреда Кайсера, руководителя исследований из Роттердама, генная методика позволяет достаточно точно определить цвет волос человека по его ДНК, а также более детально исследовать гены, отвечающие за цветовой окрас волос людей. Ученые говорят, что пока они протестировали свои исследования только на нескольких сотнях европейцев, но по мнению специалистов, для людей других рас это определение также, скорее всего, будет верным.

«Мы нашли 13 ДНК-маркеров из 11 генов, описывающих цвет волос людей. Многие из этих генов являются так называемыми фенотипами, то есть классами генов, влияющими и на другие параметры организма, например: цвет глаз» , - говорит Кайсер.

———————————

Сегодня же британский телевизионный канал Би-Би-Си сообщил еще одном открытии, связанном с волосами: ученые из США утверждают, что им удалось установить причину мужского облысения. Группа экспертов, публикующая итоги своих исследований в издании Journal of Clinical Investigation, полагает, что все дело не в количестве новых волос, а в качестве волос, которые вырастают взамен выпадающих.

Ученые установили, что у пациентов, имеющих облысение, формируется такое же количество корней волос, как у обычных людей. Тем не менее из-за особенностей стволовых клеток новые волосы оказываются очень маленькими, и их можно разглядеть только под микроскопом.

«Это говорит о меньшей активации стволовых клеток, которые трансформируют клетки-предшественники», - сказал глава исследовательской группы Джордж Костарелис.

Специалисты собираются создать специальный крем, при помощи которого удастся активировать стволовые клетки – с тем, чтобы на голове появлялись нормальные большие волосы. «Факт, присутствует такое же количества стволовых клеток, разрешает надеяться на их реактивацию» , - отмечает Костарелис.

Причины появления облысения пока неясны, тем не менее специалисты считают, что это связано с гормоном «хорошего настроения» — тестостероном.

Теперь становится понятным что именно можно мужчинам осуществлять при : «Активизировать стволовые клетки волос». :ninja:

03 Июня 2014

Блондинки отличаются от брюнеток одной буквой ДНК

Генетики выяснили, что блондины и блондинки появляются благодаря одной-единственной мутации. Она не влияет ни на какие другие функции организма, за исключением цвета волос.

Результаты исследования, проведенного американскими учеными из Медицинского института Говарда Хьюза, опубликованы в журнале Nature Genetics: Guenther et al., A molecular basis for classic blond hair color in Europeans (пресс-релиз Subtle change in DNA, protein levels determines blond or brunette tresses опубликован на сайте Stanford School of Medicine – ВМ).

Ученые много лет исследуют генетические механизмы, регулирующие окраску животных и человека. Ранее им удалось обнаружить несколько отрезков ДНК, которые влияют на цвет волос. Однако авторы статьи показали, что в реальности блондинов и брюнетов отличает всего одна мутация, происходящая в регуляторном участке гена KITLG.

В этом гене закодирован лиганд рецепторной тирозинкиназы KIT, то есть белок, под воздействием которого активируется этот рецептор. От деятельности данного лиганда зависит развитие множества типов клеток, например, клеток крови, предшественников половых клеток и меланоцитов. Поэтому при мутациях в гене KITLG обычно возникают тяжелые заболевания, включая бесплодие и анемию.

Модифицируя различным образом ген KITLG, исследователи заметили, что активность одной из его версий снижается примерно на 20% в клетках волосяных луковиц мышей. При этом мутация не сказывается на работе KITLG в других тканях. Оказалось, что такая мутация происходит в одном из регуляторных участков гена и состоит в замене азотистого основания аденин (A) на азотистое основание гуанин (G).

После опытов с культурами клеток ученые вырастили генетически идентичных мышей, которые отличались друг от друга лишь на одну букву (A или G). Выяснилось, что мыши, гомозиготные по данной мутации, то есть у которых A на G поменялся в обеих хромосомах из пары, становятся полностью белыми. Гетерозиготные же грызуны (у них мутация произошла только в одной хромосоме из двух) существенно светлее своих нормальных сородичей.

По словам авторов статьи, подобный генетический «переключатель», позволяющий одним «щелчком» менять цвет волос, имеется и у людей. Скорее всего, в нашем геноме существует еще множество «переключателей», заменив одну-единственную букву в которых, можно изменить те или иные характеристики организма, не влияя при этом на другие его свойства.

назад

Читать также:

29 Апреля 2014

Биоинженерный эпидермис для косметологов и фармакологов

Эпидермис (верхний слой кожи), выращенный из индуцированных плюрипотентных стволовых клеток человека, может заменить лабораторных животных при тестировании лекарств и косметики.

читать 29 Ноября 2013

Биокожа или слишком дорогая повязка?

Многие врачи говорят о том, что «Гиаматрикс» – это не ранозаживляющий биопластический материал, а раневая повязка. Причем устраивающая одних в качестве одного из компонентов комплексного лечения, а для других неприемлемая из-за высокой стоимости.

Редкая женщина не пробовала хотя бы раз в жизни поменять цвет или фактуру волос. Блондинки перекрашиваются в брюнеток или рыжих, а те – наоборот, дамы с вьющимися волосами нещадно выпрямляют их утюжком, а обладательницы прямых волос усиленно завивают локоны. Женская натура очень переменчива. В скором времени превратиться в блондинку или брюнетку не составит труда. И что самое интересное – не будет отросших корней! Ученые уже умеют управлять цветом волос на генном уровне…

Самый простой способ немного изменить свою внешность — это сделать причёску. Сегодня одна, завтра другая — каждый день внешность неуловимо меняется. А вот учёные озадачились изменением волос на генетическом уровне:

Американские исследователи доказали существование гена, который отвечает за окраску волос. Как известно, в процессе формирования цвета кожного или волосяного покрова принимает участие несколько генов, потому у всех людей различается тон кожи и волос. Однако выявленный учеными ген не принимает непосредственного участия в окрашивании, при этом он оказывает существенное влияние на цвет волос или шерсти у млекопитающих и кожного покрова у рыб. Исследователи поставили ряд экспериментов с лабораторными грызунами, вживив одной группе ген людей-блондинов, а другой – ген людей-брюнетов. По итогам исследования они получили две группы мышей – светлошерстных и темношерстных.

Конечно, на сегодняшний день корректировка генов у людей проводится в крайних случаях – при риске или наличии сложно поддающихся лечению заболеваний. В иных случаях такое вмешательство нерационально, так как последствия этих действий неизвестны. Однако ученые утверждают, что современная генная медицина шагнула далеко вперед, и предполагают, что уже через десять лет можно будет менять цвет волос на уровне генов без ущерба для здоровья человека. И самое интересное, что оттенок волосяного покрова не будет меняться обратно – то есть волосы будут природно расти именно того цвета, который вы выберете.

Если верить данному открытию американских исследователей, можно с уверенностью сказать, что окраска волос никак не влияет на поведение или умственные способности человека. А это значит, что блондинки могут быть одинаково умны или глупы, как брюнетки, рыжие или обладательницы иного оттенка волосяного покрова. Корректировка одного гена, отвечающего за цвет кожи или волос, не влияет на умения и способности человека. А мнение о том, что блондинки – привлекательные глупышки – не более чем стереотип.

Ну что ж, в скором времени, по достижении совершеннолетия можно будет себе не только фамилию выбирать, но даже цвет волос корректировать. Очень хочется, чтобы за ближайшие десятилетия ученые выявили все негативные стороны вмешательства в гены человека, дабы можно было смело и безопасно решаться на подобные изменения во внешности.

Специалисты считают, что уже через десять лет женщины сами смогут решать, какого цвета волосы у них будут расти - это станет возможным за счет несложной генетической корректировки клеток кожи головы. Ее методика была успешно апробирована исследователями из Стэнфордского университета, выяснившими, какой ген нужно поменять, чтобы сделать волосы светлее или темнее.

Науке давно известно, что гены контролируют процесс синтеза пигментов, которые задают волосам и коже конкретного человека определенный оттенок.Ученые из Стэнфорда открыли, что небольшая коррекция в одном гене способна сделать волосы или шерсть намного светлее или темнее. Исследователи смогли выделить ген KITLG, который оказывает очень сильное влияние на окраску у всех животных - например, на окраску кожи у рыб, окраску шерсти (или волос) у млекопитающих. Биологам достаточно было воздействовать всего на одну букву генетического кода, но эта незначительная манипуляция очень серьезно влияла на внешний вид животных. Во время эксперимента на мышах ученые таким образом включали «ген блондинок» и «ген брюнеток» - и действительно, получали животных со светлой и темной шерстью.

По словам врачей, в наши дни генная терапия, которая предполагает замену одних генов на другие в клетках взрослого человека, применяется в случае тяжелых и трудноизлечимых болезней. Однако буквально за последний год генные технологии значительно усовершенствовались, так что уже в недалеком будущем генная терапия будет позволять людям менять цвет волос без использования химических красителей. Волосы просто будут расти того оттенка, какого хочется.