Wymiennik sód/potas/wapń 5 - Sodium/potassium/calcium exchanger 5
Wymiennik sód/potas/wapń 5 ( NCKX5 ), znany również jako członek 5 rodziny nośników substancji rozpuszczonych 5 ( SLC24A5 ), jest białkiem, które u ludzi jest kodowane przez gen SLC24A5, który ma duży wpływ na naturalną zmienność koloru skóry. Białko NCKX5 należy do rodziny wymieniaczy sodowo-wapniowych zależnych od potasu . Na różnice w sekwencji w slc24a5 genu, zwłaszcza niesynonimiczne SNP zmiany aminokwasu w pozycji 111 w NCKX5 z alaniny na treoninę jest związana z różnicami w pigmentacji skóry .
Wykazano, że pochodzący z genu SLC24A5 allel treoniny lub allel Ala111Thr (rs1426654) jest głównym czynnikiem wpływającym na jasny odcień skóry Europejczyków w porównaniu z mieszkańcami Afryki Subsaharyjskiej i uważa się, że stanowi aż 25-40% średniego odcienia skóry. różnica między Europejczykami a mieszkańcami Afryki Zachodniej . Prawdopodobnie powstała już 19 000 lat temu, była przedmiotem selekcji u przodków Europejczyków dopiero w ciągu ostatnich 5 000 lat i jest utrwalona we współczesnych populacjach europejskich. Został wprowadzony do ludu Khoisan poprzez migrację „z powrotem do Afryki” około 2000 lat temu, co jest częściowo odpowiedzialne za ich odcień skóry różniący się od większości innych populacji afrykańskich.
Gen
Slc24a5 genu u ludzi, znajduje się na długim (q) ramieniu chromosomu 15 w pozycji 21,1, od pary zasad 46,200,461 do pary zasad 46,221,881.
Białko
NCKX5 wynosi 43 k Da białko, które jest częściowo umiejscowione w sieci trans aparatu Golgiego w melanocytach . Usunięcie białka NCKX5 zaburza melanogenezę w melanocytach ludzkich i mysich, powodując znaczne zmniejszenie produkcji pigmentu melaninowego . Ukierunkowana mutageneza odpowiadająca niesynonimicznemu polimorfizmowi pojedynczego nukleotydu w SLC24A5 zmienia resztę w NCKX5 (A111T), która jest ważna dla aktywności wymiany sodu i wapnia NCKX5.
Wpływ na kolor skóry
Wydaje się, że SLC24A5 odegrał kluczową rolę w ewolucji jasnej skóry u ludzi pochodzenia europejskiego. Funkcję genu w pigmentacji odkryto u danio pręgowanego w wyniku pozycyjnego klonowania genu odpowiedzialnego za „złotą” odmianę tej pospolitej ryby ze sklepu zoologicznego. Dowody w bazie danych International HapMap Project dotyczące zmienności genetycznej w populacjach ludzkich wykazały, że Europejczycy, reprezentowani przez populację „CEU”, mieli dwa podstawowe allele różniące się tylko jednym nukleotydem , zmieniając 111. aminokwas z alaniny na treoninę , w skrócie „ A111T ”.
Pochodzący allel treoniny ( Ala111Thr ; znany również jako A111T lub Thr111 ) reprezentował 98,7 do 100% alleli w próbkach europejskich, podczas gdy formę przodków lub alaninę znaleziono w 93 do 100% próbek pochodzących z Afryki Subsaharyjskiej, mieszkańców Azji Wschodniej i Rdzenni Amerykanie. Odmianą jest polimorfizm SNP rs1426654 , który, jak wcześniej wykazano, zajmuje drugie miejsce wśród 3011 tabelarycznych SNP sklasyfikowanych jako markery informujące o przodkach . Ta pojedyncza zmiana w SLC24A5 wyjaśnia od 25 do 38% różnicy we wskaźniku melaniny w skórze między ludami pochodzenia subsaharyjskiego i europejskiego.
SNP rs2470102 niezależnie wpływa na zmienność pigmentacji skóry wśród populacji południowoazjatyckiej.
Co więcej, mutacja europejska jest powiązana z największym regionem zmniejszonej zmienności genetycznej w populacji CEU HapMap, co sugeruje możliwość, że mutacja A111T może być przedmiotem największego pojedynczego stopnia selekcji w populacjach ludzkich pochodzenia europejskiego. Przypuszcza się, że wybór dla allelu pochodzącym opiera się na potrzebie światło słoneczne do wytworzenia niezbędnego składnika odżywczego witaminy D . Na północnych szerokościach geograficznych, gdzie jest mniej słońca, większe zapotrzebowanie na osłonę ciała z powodu chłodniejszego klimatu i często dieta uboga w witaminę D, co sprawia, że jaśniejsza skóra jest bardziej odpowiednia do przeżycia.
Najstarsza znana próbka allelu treoniny ma 13 000 lat z jaskini Satsurblia w Gruzji. Allel był szeroko rozpowszechniony od Anatolii po Ukrainę i Iran na początku neolitu.
Ten allel stanowi część systemu testowego DNA HIrisplex stosowanego do oceny pigmentacji w badaniach kryminalistycznych.
Zobacz też
Bibliografia
Dalsza lektura
- Grønskov K, Ek J, Sand A, Scheller R, Bygum A, Brixen K, Brondum-Nielsen K, Rosenberg T (marzec 2009). „Częstotliwość urodzeń i spektrum mutacji u duńskich pacjentów z autosomalnym recesywnym albinizmem” . Okulistyka śledcza i nauka wizualna . 50 (3): 1058–64. doi : 10.1167/iovs.08-2639 . PMID 19060277 .
- Cook AL, Chen W, Thurber AE, Smit DJ, Smith AG, Bladen TG i in. (luty 2009). „Analiza hodowanych ludzkich melanocytów na podstawie polimorfizmów w obrębie loci SLC45A2/MATP, SLC24A5/NCKX5 i OCA2/P” . Czasopismo Dermatologii Śledczej . 129 (2): 392-405. doi : 10.1038/jid.2008.211 . PMID 18650849 .
- Nan H, Kraft P, Hunter DJ, Han J (sierpień 2009). „Warianty genetyczne w genach pigmentacji, fenotypach barwnikowych i ryzyku raka skóry u rasy białej” . Międzynarodowy Dziennik Raka . 125 (4): 909–17. doi : 10.1002/ijc.24327 . PMC 2700213 . PMID 19384953 .
- Meda SA, Jagannathan K, Gelernter J, Calhoun VD, Liu J, Stevens MC i in. (listopad 2010). „Pilotażowe wielowymiarowe równoległe badanie ICA mające na celu zbadanie różnicowego powiązania między sieciami neuronowymi a profilami genetycznymi w schizofrenii” . Neuroobraz . 53 (3): 1007-15. doi : 10.1016/j.neuroimage.2009.11.052 . PMC 3968678 . PMID 19944766 .
- Stokowski RP, Pant PV, Dadd T, Fereday A, Hinds DA, Jarman C, et al. (grudzień 2007). „Badania asocjacyjne całego genomu pigmentacji skóry w populacji południowoazjatyckiej” . American Journal of Human Genetics . 81 (6): 1119–32. doi : 10.1086/522235 . PMC 2276347 . PMID 17999355 .
- Dagle JM, Lepp NT, Cooper ME, Schaa KL, Kelsey KJ, Orr KL i in. (kwiecień 2009). „Określenie predyspozycji genetycznych do przetrwałego przewodu tętniczego u wcześniaków” . Pediatria . 123 (4): 1116–23. doi : 10.1542/peds.2008-0313 . PMC 2734952 . PMID 19336370 .
- Sulem P, Gudbjartsson DF, Stacey SN, Helgason A, Rafnar T, Magnusson KP, et al. (grudzień 2007). „Genetyczne uwarunkowania pigmentacji włosów, oczu i skóry u Europejczyków”. Genetyka przyrody . 39 (12): 1443–52. doi : 10.1038/ng.2007.13 . PMID 17952075 . S2CID 19313549 .
- Cai X, Lytton J (luty 2004). „Klonowanie molekularne szóstego członka rodziny genów wymieniających Na+/Ca2+ zależnej od K+, NCKX6” . Czasopismo Chemii Biologicznej . 279 (7): 5867–76. doi : 10.1074/jbc.M310908200 . PMID 14625281 .
- Chi A, Valencia JC, Hu ZZ, Watabe H, Yamaguchi H, Mangini NJ, Huang H, Canfield VA, Cheng KC, Yang F, Abe R, Yamagishi S, Shabanowitz J, Hearing VJ, Wu C, Appella E, Hunt DF (listopad 2006). „Proteomiczna i bioinformatyczna charakterystyka biogenezy i funkcji melanosomów” . Journal of Proteome Research . 5 (11): 3135–44. doi : 10.1021/pr060363j . PMID 17081065 .
- Soejima M, Koda Y (styczeń 2007). „Różnice populacyjne dwóch kodujących SNP w genach związanych z pigmentacją SLC24A5 i SLC45A2”. Międzynarodowy Dziennik Medycyny Prawnej . 121 (1): 36-9. doi : 10.1007/s00414-006-0112-z . PMID 16847698 . S2CID 11192076 .
- Dimisianos G, Stefanaki I, Nicolaou V, Sypsa V, Antoniou C, Poulou M, et al. (luty 2009). „Badanie jednego wariantu allelu (rs1426654) genu związanego z pigmentacją SLC24A5 u osób greckich”. Dermatologia Doświadczalna . 18 (2): 175-7. doi : 10.1111/j.1600-0625.2008.00758.x . PMID 18637132 . S2CID 22110110 .
Zewnętrzne linki
- SLC24A5+białko,+człowiek w Narodowej Bibliotece Medycznej USA Medical Subject Headings (MeSH)