Изменить цвет волос на уровне генов. Брюнет или блондин - различие в одной букве днк

Специалисты считают, что уже через десять лет женщины сами смогут решать, какого цвета волосы у них будут расти - это станет возможным за счет несложной генетической корректировки клеток кожи головы. Ее методика была успешно апробирована исследователями из Стэнфордского университета, выяснившими, какой ген нужно поменять, чтобы сделать волосы светлее или темнее.

Науке давно известно, что гены контролируют процесс синтеза пигментов, которые задают волосам и коже конкретного человека определенный оттенок.Ученые из Стэнфорда открыли, что небольшая коррекция в одном гене способна сделать волосы или шерсть намного светлее или темнее. Исследователи смогли выделить ген KITLG, который оказывает очень сильное влияние на окраску у всех животных - например, на окраску кожи у рыб, окраску шерсти (или волос) у млекопитающих. Биологам достаточно было воздействовать всего на одну букву генетического кода, но эта незначительная манипуляция очень серьезно влияла на внешний вид животных. Во время эксперимента на мышах ученые таким образом включали «ген блондинок» и «ген брюнеток» - и действительно, получали животных со светлой и темной шерстью.

По словам врачей, в наши дни генная терапия, которая предполагает замену одних генов на другие в клетках взрослого человека, применяется в случае тяжелых и трудноизлечимых болезней. Однако буквально за последний год генные технологии значительно усовершенствовались, так что уже в недалеком будущем генная терапия будет позволять людям менять цвет волос без использования химических красителей. Волосы просто будут расти того оттенка, какого хочется.

Внешний вид человека во многом определяется цветом его кожи и волос. Не удивительно, что учёные давно заняты и их эволюцией.

За последние шесть лет исследования геномов тысяч людей выявили как минимум восемь участков ДНК, которые содержат элементы кода, свойственные исключительно блондинам. Так определённый однонуклеотидный полиморфизм (ОНП) был обнаружен в генах, ответственных за производство пигментов, в частности меланина. Такие мутации изменяют одновременно цвет кожи и волос. Помимо этого вариации отдельных нуклеотидов встречаются вне генов, на участках, задействованных в регуляции работы ДНК. Такие мутации управляют работой генов в отдельных частях тела, поэтому могут изменять цвет волос, не влияя на характеристики кожи.

У жителей Северной Европы, среди которых преобладают блондины, есть ген KITLG, изменения в котором тесно связаны с цветом волос. Этот ген кодирует белок, который отвечает за правильное расположение и специализацию клеток в организме. Дэвид Кингсли (David Kingsley) из Стэнфордского университета давно занимался изучением таких ОНП. Он и его коллеги открыли, что именно этот ген отвечал за изменение окраски рыб колюшек , когда те оказались изолированными в пресноводных озёрах после отступления ледников. Каждая отдельная популяция развивалась независимо от других, становясь темнее или светлее в зависимости от прозрачности воды.

Команда Кингсли предположила, что те же самые изменения могут влиять на цвет волос и у человека. Сначала учёные детально ознакомились с последовательностью нуклеотидов гена KITLG, полученного от жителей Исландии и Нидерландов, и отметили все ОНП, которые могли бы влиять на цвет волос.

Затем для каждого случая полиморфизма они создали две версии гена, в одной из которых сохранили исходную букву кода, а в другой заменили её "противоположным" нуклеотидом (аденин на гуанин). Эти гены были помещены в клетки мышей. Результаты показали, что такие точечные изменения не меняли цвет шерсти с серого на белый, но при этом заметно осветляли окрас.

Эксперименты с клетками человека, выращенными в лаборатории, показали, что ОНП не включают или выключают ген, а лишь снижают его активность в пределах 20%. Однако этого достаточно, чтобы цвет волос менялся в более светлую или тёмную сторону. Другими словами, изменение всего одного определённого нуклеотида в ДНК, выполняет функции точной настройки оттенка.

Другой важный вывод, который делают авторы статьи, опубликованной в издании Nature Genetics , состоит в том, что мутации, ответственные за светлый цвет волос, не связаны генетически с другими признаками человека.

Таким образом, с генетической точки зрения все стереотипы о блондинках, не имеют подтверждения, чего нельзя сказать о некоторых других вариациях. Например, известно, что генетические изменения рыжеволосых людей влияют на структуру белков и оказывают влияние на весь организм.

Ученые выяснили, что золотистые волосы появляются благодаря небольшой мутации

Тысячи лет блондинки были объектом восхищения, а в последнее время - и насмешек. Но результаты недавнего исследования показали, что золотистые волосы уж точно не имеют никакого отношения к интеллекту: они появились благодаря небольшой генетической мутации, когда из 3 миллиардов букв генетического кода человека одна буква «А» сменилась на букву «G», сообщается в National Geographic .

«Мутация является биологическим механизмом, который привел к естественному появлению светлых волос, - говорит профессор Стэнфордского университета, специалист по эволюционной биологии Дэвид Кингсли, проводивший исследование. - В биологии это яркий пример того, как можно управлять внешними чертами человека».

Кингсли уверен, что результаты его последнего исследования, опубликованные в научном журнале Nature Genetics, проливают свет на деятельность генома человека. Мутация не влияет на выработку белка ни в одном из 20 000 генов в геноме человека. У представителей европеоидной расы к светловолосости приводит мистический «поворот выключателя» на 20%, что и управляет сигнальным геном в волосяных фолликулах кожи.

Этот сигнальный ген участвует в формировании крови, яйцеклетки, спермы и стволовых клеток. Полное включение или отключение такого гена может быть губительным. Однако небольшая мутация, влияющая на деятельность гена только в одной области (например, на коже), не представляет опасности.

Инженер-биолог из Гарвардского университета Пардис Сабети, не принимавшая участия в исследовании, сказала, что исследование является «красивой демонстрацией» влияния мутации, которое ранее было мало изучено. Найти изменение одной буквы и доказать, что она отвечает за светлые волосы, - серьезное научное достижение.

Маленькое изменение с большими последствиями

Чтобы найти генетическую мутацию, отвечающую за светлые волосы, Кингсли с группой ученых исследовал жителей Исландии и Нидерландов, имеющих соответствующий геном. Они кропотливо искали изменение буквы, отвечающее за светлые волосы человека.

Ученые изучили, к чему приводит изменение «буквы» в клетке человеческой кожи, выращенной в чашке Петри. В клетках обнаружили снижение деятельности «переключателя», управляющего сигнальным геном. Команде ученых под руководством Кингсли удалось вывести группы мышей, как мутировавших, так и обычных. При изменении одной «буквы» мыши не стали белыми, зато их шерсть стала светлее, чем у сородичей.

Изучение основ такой простой и очевидной детали, как цвет волос, позволит больше узнать о деятельности генов в других областях - например, болезнях, где ставки выше, говорит Кингсли: «Понимание этих основ поможет людям... которым нужны лекарства».

Профессор Гарвардского университета в области генетики Хопи Хекстра сказала, что новое открытие подтверждает предположения ученых: небольшие изменения в экспрессии генов после смены лишь одной пары оснований ДНК могут существенно повлиять на внешние черты.

Цвет волос «является большой отправной точкой на пути к такому типу молекулярного рассечения», поскольку благодаря изменению внешности можно легко заметить воздействие мутации, сказала она: «Однако очевидно, что у человека все гораздо сложнее, например, в области психических заболеваний, которые никогда не поддавались четким измерениям».

Мутация, приводящая к светловолосости, или любая другая, генетически не связана с другими чертами, даже с цветом глаз, сказал Кингсли, разрушая стереотипы о блондинах. Однако известно, что мутации человека, отвечающие за рыжий цвет волос, влияют на белковую структуру генов и приводят к изменениям во всем теле. Рыжие волосы, светлый цвет кожи и глаз идут в комплекте и даже генетически сочетаются с, например, большей чувствительностью к боли и перепадам температуры, а вот пылкий характер уже формируется сам по себе.

Ученые говорят о разработке нового способа предсказания возможного цвета волос ребенка в будущем на основании анализа специальных генетических маркеров в его ДНК.

Совместная группа ученых из Нидерландов и Польши опубликовала результаты своего исследования в последнем номере научного издания Human Genetics. Исследователи установили, что сложнее всего точно идентифицировать людей с природным светлым цветом волос, тогда как по рыжим или темным волосам вероятность определения превышает 90%. По русым или светлым волосам вероятность детектирования составляет около 80%.

Новая техника также позволяет установить некоторые различия между разнообразными цветовыми оттенками волос.

Например, светло- или темно-русыми волосами.

По словам Манфреда Кайсера, руководителя исследований из Роттердама, генная методика позволяет достаточно точно определить цвет волос человека по его ДНК, а также более детально исследовать гены, отвечающие за цветовой окрас волос людей. Ученые говорят, что пока они протестировали свои исследования только на нескольких сотнях европейцев, но по мнению специалистов, для людей других рас это определение также, скорее всего, будет верным.

«Мы нашли 13 ДНК-маркеров из 11 генов, описывающих цвет волос людей. Многие из этих генов являются так называемыми фенотипами, то есть классами генов, влияющими и на другие параметры организма, например: цвет глаз» , - говорит Кайсер.

———————————

Сегодня же британский телевизионный канал Би-Би-Си сообщил еще одном открытии, связанном с волосами: ученые из США утверждают, что им удалось установить причину мужского облысения. Группа экспертов, публикующая итоги своих исследований в издании Journal of Clinical Investigation, полагает, что все дело не в количестве новых волос, а в качестве волос, которые вырастают взамен выпадающих.

Ученые установили, что у пациентов, имеющих облысение, формируется такое же количество корней волос, как у обычных людей. Тем не менее из-за особенностей стволовых клеток новые волосы оказываются очень маленькими, и их можно разглядеть только под микроскопом.

«Это говорит о меньшей активации стволовых клеток, которые трансформируют клетки-предшественники», - сказал глава исследовательской группы Джордж Костарелис.

Специалисты собираются создать специальный крем, при помощи которого удастся активировать стволовые клетки – с тем, чтобы на голове появлялись нормальные большие волосы. «Факт, присутствует такое же количества стволовых клеток, разрешает надеяться на их реактивацию» , - отмечает Костарелис.

Причины появления облысения пока неясны, тем не менее специалисты считают, что это связано с гормоном «хорошего настроения» — тестостероном.

Теперь становится понятным что именно можно мужчинам осуществлять при : «Активизировать стволовые клетки волос». :ninja: