Александр Соколов - Странная обезьяна [Куда делась шерсть и почему люди разного цвета]

Первая работа такого рода была проведена еще в 1913 году {2} . За ней последовали другие. Авторы по-разному оценивали европейский вклад в генофонд афроамериканцев, в итоге получали, что цвет кожи регулируется двумя, тремя, а то и шестью генами «аддитивного» действия (т. е. эффект суммировался). Сложность в том, что сами африканцы и европейцы разнообразны по цвету кожи. Чтобы обойти эту проблему, исследователи пытались найти относительно гомогенную популяцию с хорошо известной родословной. Такой оказалась, например, группа афроевропейских метисов первого поколения в Ливерпуле и их потомков {3} . Снова выходило, что за различия в цвете кожи между европейцами и неграми ответственны три-четыре наследуемых фактора (гена?).

Ситуация резко изменилась с развитием молекулярной генетики — когда специалисты научились читать и сравнивать генетические последовательности, быстро выяснилось, что генов, связанных с пигментацией, десятки, если не сотни. К началу XXI века генов, влияющих на цвет кожи, шерсти и глаз у мышей насчитывалось уже 127, и с первой расшифровкой человеческого генома у человека нашлось не менее 60 очень похожих генов-«ортологов» {4} . Эти гены отвечали за развитие пигментных клеток и меланосом, регулировали их миграцию, кодировали белки, участвующие в синтезе пигмента. Как часто бывает в генетике, функцию ряда генов удалось выяснить благодаря патологиям — нарушениям пигментации, таким как альбинизм.

Про ген OCA2 я уже писал, когда рассказывал про несчастных африканских альбиносов. Половина всех альбиносов должна «благодарить» за свою особенность ген OСA2 (он даже расшифровывается как oculocutaneous albinism 2 ). Еще один ген, мутации в котором приводят к «глазокожному альбинизму 1 типа», — ген тирозиназы ( TYR ). Тирозиназа — фермент, благодаря которому тирозин превращается в меланин, и мутации в гене TYR ответственны за 40 % случаев глазокожного альбинизма в мире {5} .

Нарушения работы гена TYR чреваты отсутствием пигмента в коже, глазах и волосах в течение всей жизни — это крайняя форма альбинизма. В самом тяжелом случае, когда ген инактивирован полностью, человек получает не только полностью белые волосы и кожу, полупрозрачную радужку глаз и неспособность загорать, но и сильно ослабленное зрение.

Более редкая форма альбинизма OСA3 — «рыже-красный альбинизм», названный так потому, что страдающие этим недугом африканцы обладают красновато-коричневой кожей и светло-каштановыми или рыжими волосами. Здесь ответственность, как выяснилось, лежит на гене TYRP1 ( Tyrosinase Related Protein 1, родственный тирозиназе протеин 1).

Ученым стали известны и другие гены, мутации в которых приводили к разным вариантам альбинизма. Однако изучение патологий не проливало свет на вопрос, почему у обычных, полностью здоровых людей цвет кожи может быть столь разным [58]. Надеюсь, разница между альбиносом и светлокожим европейцем очевидна.

Прорыв в генетике кожной пигментации связан с исследованием еще одного гена — меланокортинового рецептора 1-го типа ( MC1R ).

Рецептор — молекула, передающая в клетку химический сигнал. Ген MC1R кодирует рецептор, который находится в клеточной мембране и реагирует на гормон, стимулирующий размножение меланоцитов и выработку меланина. Гормон называется α-МСГ — альфа-меланоцитстимулирующий гормон (он относится к меланокортинам).

Исследователи установили, что ген MC1R влияет на окраску меха у млекопитающих. Мутации в гене рецептора приводили к тому, что у мышей шерсть, в норме темная, становилась желтоватой {7} . Как выяснилось, MC1R определяет относительное количество эумеланина и феомеланина, вырабатываемых меланоцитами. Если работа гена нарушалась, вместо темно-коричневого эумеланина образовывался желто-красный феомеланин. Оказалось, что работа гена сказывается на пигментации у лошадей, собак, свиней, овец и птиц {8} .

Но раз у человека есть похожий ген, то, может быть, в нем кроется тайна рыжеволосости? Это можно проверить! В 1995 году группа генетиков взяла образцы этого гена у 30 рыжих британцев и ирландцев. Для сравнения изучили варианты MC1R у 30 темноволосых европейцев. Неожиданно 21 рыжий «подопытный» оказался носителем мутантного — отличного от эталонного — варианта MC1R . Да не одного, таких вариантов нашлось целых девять! Самая частая мутация, Asp294His (замена в 294-й позиции аминокислоты аспартата на гистидин) встретилась у 16 человек. А у восьми рыжих оказалось сразу две или больше мутаций в гене MC1R . И ни одного мутантного варианта не нашлось у контрольной темноволосой группы.