Ген рыжих волос может защищать клетки от токсичного избытка цистеина

Генетические особенности, связанные с рыжим цветом волос, могут не только определять внешность, но и давать организму определенное преимущество. Новое исследование показало, что пигмент феомеланин способен защищать клетки от опасного накопления цистеина.

Цистеин — аминокислота, необходимая для синтеза белков. Однако ее уровень в клетках должен оставаться строго ограниченным. Чрезмерное накопление этого вещества может нарушать работу клеток и запускать процессы их гибели.

Феомеланин, формирующий оранжево-рыжий оттенок волос у людей и оперения у некоторых птиц, образуется с участием цистеина. Ученые предположили, что этот процесс может служить естественным механизмом удаления его избытка.

До сих пор феомеланин считался эволюционной загадкой. Предыдущие исследования связывали его с повышенным риском рака кожи, в том числе независимо от воздействия ультрафиолета. Поэтому оставалось неясным, почему генетические признаки, способствующие его выработке, сохранились в популяции.

Эксперимент на амадинах

Проверить гипотезу исследователям помогло открытие молекулы ML349, которая способна блокировать синтез феомеланина.

В эксперименте участвовали 65 взрослых зебровых амадин. Их оранжевые клювы содержат феомеланин, поэтому птицы стали удобной моделью для изучения роли этого пигмента.

Амадин разделили на экспериментальную и контрольную группы. Самцам из одной группы добавляли в рацион цистеин вместе с препаратом ML349, блокирующим образование феомеланина.

У птиц, получавших одновременно цистеин и ингибитор пигмента, исследователи зафиксировали более выраженные повреждения клеток, чем у тех, кому давали только цистеин.

Это показало, что выработка феомеланина, вероятно, помогает клеткам удерживать уровень цистеина в безопасных пределах.

Пигмент превращает избыток вещества в безопасную форму

По мнению авторов работы, организм использует лишний цистеин для синтеза феомеланина, после чего пигмент выводится в составе инертных кератиновых структур, например перьев или волос.

Таким образом, потенциально токсичное вещество превращается в стабильный пигмент и перестает повреждать клетки.

Исследователи назвали полученные результаты первым экспериментальным подтверждением физиологической роли феомеланина.

Они предполагают, что именно эта защитная функция могла способствовать сохранению генов, связанных с рыжими волосами, несмотря на повышенный риск развития меланомы.

Авторы подчеркивают, что открытие помогает лучше понять связь между обменом цистеина, образованием феомеланина и воздействием факторов окружающей среды на риск рака кожи.

Источник:The Independent