Szőkék

Vannak dolgok, amik annyira mindennapiak, hogy látatlanban is fogadni mernénk, hogy már biztos mindent kikutattak róluk az arra avatottak és csak elég lenne a megfelelő irodalmat felütni, hogy pontosan megértsük mi miért és hogyan. Az emberi bőr- és hajszín, vagy testméret tipikusan ilyennek tűnhet egy laikus számára, de a valóság az, hogy a bőr- és hajszínek sokfeélesége, a tesmagasságról nem is beszélve jól mutatja, hogy ezeknek a tulajdonságnak a kialakításáért nem egy, hanem nagyon-nagyon sok gén a felelős és ezek együttes működése hoz létre bizonyos fenotípusokat.

A szőkeség esetében, ugyan a jelenség biológiai háttere világos (a pigmentsejtek kevesebb színanyagot termelnek), az ehhez vezető genetikai változások már hosszú ideje foglalkoztatják a kutatókat és ennek ellenére csak töredéküket ismerjük. A humán genom feltérképezése után számos olyan tanulmány született, amely szőke és nem szőke populációk genetikai anyagának vizsgálatával többé-kevésbé behatárolta, hogy merre lehetnek az ezeket okozó mutációk, annak megértése, hogy ezek a mutációk pontosan milyen gének működését hogyan érintik, sokkal lassabban haladnak.

Most egy lépés történt mégis a jó irányba, mert egy KITLG nevű gén szabályozó mutációjáról sikerült kimutatni, hogy szerepet játszik a klasszikus európai szőkeség kialakításában.

A KITLG szerepe persze önmagában nem meglepő, a gén egy olyan ligand molekulát kódol, amely a receptorához (KIT) kötődve a pigmentsejtek (melanociták) életbenmaradását és működését szabályozza, továbbá ismert volt, hogy egérben a KITLG, lovakban pedig a KIT különböző mutációi fehér szőrszínt (azaz kvázi teljes pigmenthiányt okoznak) és utóbbi emberben kapcsolatba hozható bizonyos pigmnethiányos tünetegyüttesekkel. Továbbá pár évvel ezelőtt David Kingsley csoportja azt is kimutatta, hogy a tüskéspikókban a Kitlg szabályozó mutációi felelősek számos édesvízi populáció világosabb testszínéért, illetve egy kalap alatt azt is igazolták, hogy a világosabb testszínű emberi közösségekben is komoly szelekción ment keresztül.

Valószínűleg az említett kutatás alatt figyeltek fel jobban az egyik olyan polimorfizmusra is, amely az emberi KITLG közelében található és korábbi kutatások már kapcsolatba hozták a szőke hajszínnel is.

Az rs12821256 polimorfizmus (életünk egyszerűsítése miatt, a továbbiakban csak “a polimorfizmus”) jellegzetes földrajzi eloszlást mutat, és csak Eurázsiában figyelhető meg (pontosabban olyan népességekben, amelyek az evolúciós közelmúltban ezeken a vidékeken éltek) és a legnagyobb gyakorisága a szőke hajszínre sztereotip skandinávok között van.

A KITLG-hez való közelsége miatt kézenfekvő, hogy a polimorfizmus valami módon a gén kifejeződését szabályozza, de ezt persze előbb igazolni is kell.

Épp ezért, a polimorfizmust tartalmazó genetikai régiót (amely egyébként igencsak konzerváltnak bizonyultak különböző emlősfajok között) egy ún. riportergénhez (lacZ) kötötték, amelynek aktivitását egy viszonlyag egyszerű kék színreakció segítségével lehet detektálni. A szóban forgó genetikai régió a szőrtüszőkben írta át a gént (ami nagyszerű, hiszen ez az a hely, ahol a szőrszálak színét biztosító pigemntsejtek is találhatók). Fontos, hogy a környező genomi területek hasonló kísérletekben egyáltalán nem mutattak ilyen aktivitást, és ha a polimorfizmus “szőke” allélját (BLD) vittük be így (a két allél közt egyetlen nukelotida a különbség, egy A változott G-re), akkor szignifikánsan kisebb intenzitású volt a színreakció, mint az ősi allél (ANC) esetében. (A szőke allél is adott színreakciót, sokkal többet, mint ha a polimorfizmsu közeli DNS darabot kitöröltük (DEL), de ez azért nem meglepő – mint az elején utaltam rá, az ennyire poligénes tulajdonságoknál egy-egy mutációnak a hatása mérhető ugyan, de kicsi).

Kicsit jobban megkapargatva a szekvenciát az is kiderült, hogy mutáció pont egy olyan szakaszban fedezhető fel, ahol az egyik fontos jelátviteli útvonal (kanonikus WNT) transzkripciós faktorának (LEF1) a kötőhelye lenne, és a polimorfizmus hatására egy lényegesen kevéssé aktív kötőhely jön létre.

Persze szép és jó, hogy a lacZ riportergén működését képes az adott genetikai szakasz befolyásolni, de a teljes értékű bizonyításhoz az is kellett, hogy vajon a KITLG is azonos módon befolyásolódik-e?

Ennek eldöntésére a fent említett BLD és ANC régiókat a Kitlg-hez kötve felhasználták transzgénikus egerek készítésére, mégpedig úgy, hogy a genom egy jól meghatározott pontjára, a 11. kromoszómán, tették ezeket a transzgénikus konstrukciókat. Az eredmény pedig az volt, hogy az ősi allélt hordozó transzgénikus egerek sokkal sötétebbek voltak, mint a “szőke” alléllal rendelkező társaik, magyarán valóban, a KITLG is hasonló módon szabályozódik.

Vagyis a szóban forgó polimorfizmus egy eleme lehet annak a bonyolult kirakónak, ami az emberi hajszínek sokszínűségéért felel. Tudjuk, hogy sok más polimorfizmus is felelős a hajpigmentáció különböző árnyalatainak kialakításáért, így aztán még biztos tartogat néhány meglepetést ez az evolúciós történet.

Guenther CA, Tasic B, Luo L, Bedell MA, Kingsley DM. (2014) A molecular basis for classic blond hair color in Europeans. Nat Genet doi: 10.1038/ng.2991.