(Salt Lake City) – Orangutany, myszy i konie są nim pokryte, ale ludzie nie. Dlaczego mamy znacznie mniej włosów na ciele niż większość innych ssaków, przez długi czas pozostawało tajemnicą. Ale pierwsze w swoim rodzaju porównanie kodów genetycznych 62 zwierząt zaczyna opowiadać o tym, jak ludzie – i inne ssaki – stracili zamki.

Wydaje się, że ludzie mają geny odpowiedzialne za owłosienie całego ciała, ale ewolucja je unieszkodliwiła, donoszą naukowcy z University of Utah Health i University of Pittsburgh w czasopiśmie eŻycie. Odkrycia wskazują na zestaw genów i regionów regulatorowych genomu, które wydają się być niezbędne do tworzenia włosów.

Badania odpowiadają na fundamentalne pytania dotyczące mechanizmów, które kształtują tę charakterystyczną cechę człowieka. Naukowcy podejrzewają, że może to ostatecznie doprowadzić do nowych sposobów odzyskiwania włosów po łysieniu i chemioterapii – lub u osób z zaburzeniami powodującymi wypadanie włosów.

Badanie pokazuje, że natura zastosowała tę samą strategię co najmniej dziewięć razy u ssaków, które siedzą na różnych gałęziach drzewa ewolucyjnego. Przodkowie nosorożców, nagich kretoszczurów, delfinów i innych bezwłosych ssaków tupali, topili się i pływali tą samą ścieżką, aby dezaktywować wspólny zestaw genów w celu zrzucenia włosów i futra.

„Przyjęliśmy kreatywne podejście polegające na wykorzystaniu różnorodności biologicznej do poznania naszej własnej genetyki” — mówi dr Nathan Clark., genetyk człowieka w U of U Health, który przeprowadził wiele badań na Uniwersytecie w Pittsburghu wraz z dr Amandą Kowalczyk i dr Marią Chikiną. „Pomaga nam to wskazać regiony naszego genomu, które przyczyniają się do czegoś ważnego dla nas”.

Korzyści z bycia bezwłosym

Niezależnie od tego, czy mówimy o szorstkiej sierści małpy, czy o miękkim futrze kota, owłosienie wygląda inaczej w całym królestwie zwierząt. To samo dotyczy bezwłosości. Ludzie mają charakterystyczną kępkę włosów na głowie, ale ponieważ owłosienie na ciele jest mniej widoczne, zaliczamy się do kategorii „bezwłosych”. Dołączają do nas inne ssaki z śladami włosów, takie jak słonie z ich rzadką sierścią, świnie o prześwitującej sierści i wąsate morsy.

Cofająca się linia włosów ma swoje zalety. Bez gęstej sierści słonie łatwiej ochładzają się w gorącym klimacie, a morsy bez wysiłku ślizgają się po wodzie. Pomimo różnych przyczyn, analiza przeprowadzona przez Kowalczyka wykazała, że ​​te i inne analizowane bezwłose ssaki zgromadziły mutacje w wielu tych samych genach. Należą do nich geny kodujące keratynę oraz dodatkowe elementy budujące trzon włosa i ułatwiające wzrost włosa.

Badania dodatkowo wykazały, że regiony regulacyjne genomu są równie ważne. Regiony te nie kodują struktur tworzących włosy, ale raczej pośrednio wpływają na ten proces. Kierują, kiedy i gdzie włączają się określone geny i ile jest wytwarzane.

Co więcej, badanie przesiewowe ujawniło geny, których rola w kiełkowaniu włosów nie została jeszcze zdefiniowana. W połączeniu z dodatkowymi dowodami – takimi jak oznaki aktywności w skórze – odkrycia te wskazują na nowy zestaw genów, które mogą być zaangażowane w porost włosów.

„Istnieje spora liczba genów, o których niewiele wiemy” — mówi Kowalczyk. „Uważamy, że mogą odgrywać rolę we wzroście i pielęgnacji włosów”.

Rozplątywanie wypadania włosów

Aby rozwikłać zagadkę utraty włosów u ssaków, Clark, Kowalczyk i Chikina szukali genów u bezwłosych zwierząt, które ewoluowały szybciej niż ich odpowiedniki u zwierząt owłosionych.

„Ponieważ zwierzęta znajdują się pod ewolucyjną presją utraty włosów, geny kodujące włosy stają się mniej ważne” – mówi Clark. „Dlatego przyspieszają tempo zmian genetycznych, na które pozwala dobór naturalny. Niektóre zmiany genetyczne mogą być odpowiedzialne za utratę włosów. Inne mogą być uszkodzeniami ubocznymi po tym, jak włosy przestaną rosnąć.

Aby przeprowadzić wyszukiwanie, opracowali metody obliczeniowe, które mogą porównywać setki regionów genomu jednocześnie. Przebadali 19 149 genów i 343 598 regionów regulatorowych, które były zachowane w dziesiątkach analizowanych gatunków ssaków. W trakcie tego procesu podjęli kroki w celu pominięcia regionów genetycznych odpowiedzialnych za ewolucję innych cech specyficznych dla gatunku, takich jak przystosowanie się do organizmów wodnych.

Fakt, że bezstronny ekran zidentyfikował znane geny włosów, pokazał, że podejście zadziałało, wyjaśnia Clark. Sugeruje to również, że geny zidentyfikowane na ekranie, które są mniej dobrze zdefiniowane, mogą być równie ważne dla posiadania włosów – lub ich braku.

Clark i współpracownicy stosują teraz to samo podejście do definiowania regionów genetycznych zaangażowanych w zapobieganie rakowi, wydłużanie życia i zrozumienie innych warunków zdrowotnych.

„Jest to sposób na określenie globalnych mechanizmów genetycznych leżących u podstaw różnych cech” – mówi Clark.

# # #

Badania były wspierane przez National Institutes of Health i opublikowane jako „Komplementarna ewolucja sekwencji kodującej i niekodującej leży u podstaw bezwłosości ssaków”.

O zdrowiu Uniwersytetu Utah

University of Utah Health zapewnia najnowocześniejszą i współczującą opiekę dla obszaru skierowania, który obejmuje Idaho, Wyoming, Montanę i znaczną część Nevady. Centrum badań i edukacji w dziedzinie nauk o zdrowiu w regionie, U of U Health, ma przedsiębiorstwo badawcze o wartości 458 milionów dolarów i szkoli większość lekarzy i pracowników służby zdrowia w Utah w swoich Colleges of Health, Nursing i Pharmacy oraz Schools of Dentistry and Medicine. Zatrudniający ponad 20 000 pracowników system obejmuje 12 przychodni i pięć szpitali. U of U Health jest rozpoznawany w całym kraju jako transformujący system opieki zdrowotnej i dostawca światowej klasy opieki.