الاثنين 25 نوفمبر ، 2013. - حددت مجموعة من الباحثين البديل الجيني المرتبط بشدة بحساسية الشمس والشعر الفاتح والعينين الزرقاء والنمش. إنه مسار معقد يتضمن تسلسل الحمض النووي المتشابك أو المنطقة غير المشفرة لجين يكون بين بضع عشرات مرتبطة بسمات تصبغ الإنسان.
في الدراسة ، التي نشرت في هذه الطبعة الرقمية من مجلة "الخلية" يوم الخميس والتي أجراها فريق دولي يضم خبراء من المعهد الوطني لبحوث الجينوم البشري (NHGRI) التابع للمعاهد الوطنية للصحة بالولايات المتحدة. ، تم تحليل مجموعة من الأيسلنديين. الأشخاص الذين يعانون من تقليل الصبغة أكثر حساسية لأشعة الشمس ، ولكن يمكنهم جذب أشعة الشمس بسهولة أكبر لتوليد فيتامين D3 ، وهو عنصر غذائي أساسي للعظام الصحية.
حلل الباحثون بيانات من دراسة رابطة الجينوم الكاملة (GWAS) لتلك المجموعة من الآيسلنديين. يقارن GWAS مئات الآلاف من الاختلافات الشائعة في DNA الأفراد لمعرفة ما إذا كان أي من هذه المتغيرات يرتبط بسمات معروفة.
وقال دان كاستنر المدير العلمي لـ NHGRI: "الجينات المرتبطة بتصبغ الجلد لها دور مهم في صحة الإنسان والمرض". في رأيه ، تشرح هذه الدراسة مسارًا جزيئيًا معقدًا يمكن أن يسهم أيضًا في المعرفة بأمراض الجلد ، مثل سرطان الجلد ، الذي يسببه تفاعل الحساسية الجينية مع العوامل البيئية.
دفعت بيانات GWAS الباحثين إلى التركيز على عامل الجين التنظيمي للفيروسات 4 (IRF4) ، المرتبط سابقًا بالحصانة ، عن طريق صنع بروتين يحفز إنتاج الإنترفيرون أو البروتينات التي تكافح الفيروسات أو البكتيريا الضارة. لاحظ العلماء أن جين IRF4 يتم التعبير عنه بمستويات عالية فقط في الخلايا اللمفاوية ، وهو نوع مهم من خلايا الدم البيضاء في الجهاز المناعي ، وفي خلايا الميلانين ، خلايا الجلد المتخصصة التي تنتج صبغة الميلانين.
وبهذه الطريقة ، تحدد الدراسة ارتباطًا بين جين IRF4 وخاصية التصبغ. وقال ويليام بافان ، المؤلف المشارك والباحث المشارك في قسم الأبحاث في: "دراسات الارتباط الكامل للجينوم تكتشف العديد من المتغيرات الجينومية المرتبطة بالسمات البشرية ومعظمها موجود في مناطق الجينوم غير المشفر للبروتين". الأمراض الوراثية في NHGRI.
"يعد استكشاف العمليات البيولوجية والآليات الجزيئية التي تنطوي على متغيرات في هذه الأجزاء سيئة الاستكشاف من الجينوم جزءًا صعبًا من عملنا. هذه واحدة من الحالات القليلة التي تمكن فيها العلماء من ربط متغير في ويلاحظ أن منطقة الجينوم غير المشفرة لها آلية وظيفية.
أنتجت GWAS الأيسلندية الملايين من المتغيرات بين الناس في الدراسة. ركز الباحثون تحليلهم على 16،280 من المتغيرات الموجودة في المنطقة المحيطة بجين IRF4 ثم استخدموا عملية رسم الخرائط الآلية لاستكشاف مجموعة المتغيرات على IRF4 في 95،085 شخصًا في أيسلندا. تسمح شريحة السيليكون المستخدمة في العملية الآلية بإدراج عدد كبير من المتغيرات في التحليل.
كشفت البيانات أن البديل في منطقة غير مشفرة ، وهو مُحسِّن ينظم الجين IRF4 ، يرتبط بالسمات المركبة لحساسية الشمس والشعر البني والعينين الزرقاء والنمش. يضع البحث IRF4 بين أكثر من 30 جينًا مرتبطًا بتصبغ ، بما في ذلك متغير وراثي موجود سابقًا في الأشخاص المصابين بالنمش والشعر الأحمر.
قام جزء من الفريق ، بما في ذلك المؤلفون المشاركون في NHGRI ، بتحليل دور IRF4 في المسار المتعلق بتنظيم الصباغ وأظهر ، من خلال دراسات واختبارات ثقافة الخلية في الفئران والزرد ، عاملين للنسخ هما البروتينات التي قم بتشغيل وإيقاف تشغيل الجينات ، والتفاعل في المسار الوراثي مع IRF4 ، مما يؤدي في النهاية إلى تنشيط التعبير عن إنزيم يسمى التيروزيناز.
أحد عوامل النسخ في المسار ، MITF ، يُعرف باسم منظم الخلايا الصباغية ، لأنه ينشط التعبير عن IRF4 ، ولكن فقط في وجود عامل نسخ TFAP2A. وبالتالي ، فإن التعبير الأكبر عن التيروزينات يسبب زيادة في إنتاج صبغة الميلانين في الخلايا الصباغية.
يعمل البديل المكتشف حديثًا كمنظم كثافة. عندما يكون المفتاح في مُحسِّن IRF4 في وضع التشغيل ، يتم إنشاء الكثير من الصباغ. يتم نقل صبغة الميلانين من الخلايا الصباغية إلى الخلايا القرنية ، وهي نوع من خلايا الجلد بالقرب من السطح ، ويحمي الجلد من الأشعة فوق البنفسجية من أشعة الشمس.
إذا كان المفتاح غير نشط ، كما هو الحال عند احتواء المتغير المكتشف ، يكون المسار أقل فعالية ، مما يؤدي إلى تقليل تعبير التيروزيناز وإنتاج الميلانين. الآلية الدقيقة التي تولد النمش غير معروفة بعد ، لكن الدكتور بافان يشير إلى أن الاختلاف اللاجيني قد يلعب دورًا في النمش.
ومع ذلك ، يفهم مؤلفو هذه الدراسة أن هناك حاجة إلى مزيد من البحث لتحديد الآلية التي يشارك بها IRF4 في كيفية استجابة الخلايا الصباغية للأشعة فوق البنفسجية ، والتي يمكن أن تحفز النمش وتكون مرتبطة بالورم الميلانيني ، النوع من سرطان الجلد مع أعلى معدل وفيات.
المصدر:
علامات:
جنس العافية جمال
في الدراسة ، التي نشرت في هذه الطبعة الرقمية من مجلة "الخلية" يوم الخميس والتي أجراها فريق دولي يضم خبراء من المعهد الوطني لبحوث الجينوم البشري (NHGRI) التابع للمعاهد الوطنية للصحة بالولايات المتحدة. ، تم تحليل مجموعة من الأيسلنديين. الأشخاص الذين يعانون من تقليل الصبغة أكثر حساسية لأشعة الشمس ، ولكن يمكنهم جذب أشعة الشمس بسهولة أكبر لتوليد فيتامين D3 ، وهو عنصر غذائي أساسي للعظام الصحية.
حلل الباحثون بيانات من دراسة رابطة الجينوم الكاملة (GWAS) لتلك المجموعة من الآيسلنديين. يقارن GWAS مئات الآلاف من الاختلافات الشائعة في DNA الأفراد لمعرفة ما إذا كان أي من هذه المتغيرات يرتبط بسمات معروفة.
وقال دان كاستنر المدير العلمي لـ NHGRI: "الجينات المرتبطة بتصبغ الجلد لها دور مهم في صحة الإنسان والمرض". في رأيه ، تشرح هذه الدراسة مسارًا جزيئيًا معقدًا يمكن أن يسهم أيضًا في المعرفة بأمراض الجلد ، مثل سرطان الجلد ، الذي يسببه تفاعل الحساسية الجينية مع العوامل البيئية.
دفعت بيانات GWAS الباحثين إلى التركيز على عامل الجين التنظيمي للفيروسات 4 (IRF4) ، المرتبط سابقًا بالحصانة ، عن طريق صنع بروتين يحفز إنتاج الإنترفيرون أو البروتينات التي تكافح الفيروسات أو البكتيريا الضارة. لاحظ العلماء أن جين IRF4 يتم التعبير عنه بمستويات عالية فقط في الخلايا اللمفاوية ، وهو نوع مهم من خلايا الدم البيضاء في الجهاز المناعي ، وفي خلايا الميلانين ، خلايا الجلد المتخصصة التي تنتج صبغة الميلانين.
وبهذه الطريقة ، تحدد الدراسة ارتباطًا بين جين IRF4 وخاصية التصبغ. وقال ويليام بافان ، المؤلف المشارك والباحث المشارك في قسم الأبحاث في: "دراسات الارتباط الكامل للجينوم تكتشف العديد من المتغيرات الجينومية المرتبطة بالسمات البشرية ومعظمها موجود في مناطق الجينوم غير المشفر للبروتين". الأمراض الوراثية في NHGRI.
"يعد استكشاف العمليات البيولوجية والآليات الجزيئية التي تنطوي على متغيرات في هذه الأجزاء سيئة الاستكشاف من الجينوم جزءًا صعبًا من عملنا. هذه واحدة من الحالات القليلة التي تمكن فيها العلماء من ربط متغير في ويلاحظ أن منطقة الجينوم غير المشفرة لها آلية وظيفية.
أنتجت GWAS الأيسلندية الملايين من المتغيرات بين الناس في الدراسة. ركز الباحثون تحليلهم على 16،280 من المتغيرات الموجودة في المنطقة المحيطة بجين IRF4 ثم استخدموا عملية رسم الخرائط الآلية لاستكشاف مجموعة المتغيرات على IRF4 في 95،085 شخصًا في أيسلندا. تسمح شريحة السيليكون المستخدمة في العملية الآلية بإدراج عدد كبير من المتغيرات في التحليل.
كشفت البيانات أن البديل في منطقة غير مشفرة ، وهو مُحسِّن ينظم الجين IRF4 ، يرتبط بالسمات المركبة لحساسية الشمس والشعر البني والعينين الزرقاء والنمش. يضع البحث IRF4 بين أكثر من 30 جينًا مرتبطًا بتصبغ ، بما في ذلك متغير وراثي موجود سابقًا في الأشخاص المصابين بالنمش والشعر الأحمر.
قام جزء من الفريق ، بما في ذلك المؤلفون المشاركون في NHGRI ، بتحليل دور IRF4 في المسار المتعلق بتنظيم الصباغ وأظهر ، من خلال دراسات واختبارات ثقافة الخلية في الفئران والزرد ، عاملين للنسخ هما البروتينات التي قم بتشغيل وإيقاف تشغيل الجينات ، والتفاعل في المسار الوراثي مع IRF4 ، مما يؤدي في النهاية إلى تنشيط التعبير عن إنزيم يسمى التيروزيناز.
أحد عوامل النسخ في المسار ، MITF ، يُعرف باسم منظم الخلايا الصباغية ، لأنه ينشط التعبير عن IRF4 ، ولكن فقط في وجود عامل نسخ TFAP2A. وبالتالي ، فإن التعبير الأكبر عن التيروزينات يسبب زيادة في إنتاج صبغة الميلانين في الخلايا الصباغية.
يعمل البديل المكتشف حديثًا كمنظم كثافة. عندما يكون المفتاح في مُحسِّن IRF4 في وضع التشغيل ، يتم إنشاء الكثير من الصباغ. يتم نقل صبغة الميلانين من الخلايا الصباغية إلى الخلايا القرنية ، وهي نوع من خلايا الجلد بالقرب من السطح ، ويحمي الجلد من الأشعة فوق البنفسجية من أشعة الشمس.
إذا كان المفتاح غير نشط ، كما هو الحال عند احتواء المتغير المكتشف ، يكون المسار أقل فعالية ، مما يؤدي إلى تقليل تعبير التيروزيناز وإنتاج الميلانين. الآلية الدقيقة التي تولد النمش غير معروفة بعد ، لكن الدكتور بافان يشير إلى أن الاختلاف اللاجيني قد يلعب دورًا في النمش.
ومع ذلك ، يفهم مؤلفو هذه الدراسة أن هناك حاجة إلى مزيد من البحث لتحديد الآلية التي يشارك بها IRF4 في كيفية استجابة الخلايا الصباغية للأشعة فوق البنفسجية ، والتي يمكن أن تحفز النمش وتكون مرتبطة بالورم الميلانيني ، النوع من سرطان الجلد مع أعلى معدل وفيات.
المصدر:
