Ученые раскрыли неожиданную роль оранжевого пигмента у рыжих людей и птиц

Листайте вправо, чтобы увидеть больше изображений

Ученые разгадали давнюю эволюционную загадку: почему генетические варианты, которые способствуют выработке феомеланина, сохранились в ходе эволюции, несмотря на их связь с повышенным риском меланомы.

Феомеланин — это пигмент, который придает характерный цвет рыжим волосам и светлой коже у людей, а также оперению некоторых птиц. Для его синтеза организм использует аминокислоту цистеин. В прошлом ряд исследований установили, что феомеланин ассоциируется с увеличенным риском развития рака кожи, что поставило ученых перед вопросом: какое в таком случае преимущество дает этот пигмент, если естественный отбор за миллионы лет не избавился от него?

Команда ученых под руководством Исмаэля Гальвана провела эксперимент на 65 взрослых зебровых амадинах, разделенных на экспериментальную и контрольную группы. Самцам из экспериментальной группы добавляли в рацион цистеин и одновременно давали препарат ML349, блокирующий синтез феомеланина.

Самец (слева) и самка (справа) зебровой амадины. Оранжевые перья самца окрашены пигментом феомеланином, который также присутствует в коже человека и рыжих волосах.

Результаты оказались показательными. У самцов, получавших и цистеин, и блокатор синтеза пигмента, существенно повысился уровень окислительного повреждения в плазме крови по сравнению с самцами, которые получали только цистеин. Иными словами, когда организм не мог превращать избыточный цистеин в пигмент, эта аминокислота накапливалась в организме и наносила вред клеткам.

Интересные данные дало и наблюдение за самками. В отличие от самцов, в организмах самок зебровых амадин феомеланин не синтезируется. У них добавление цистеина в рацион само по себе приводило к усилению окислительного стресса по сравнению с контрольной группой. Это наблюдение стало подтверждением того, что именно синтез рыжего пигмента помогает справляться с избытком цистеина.

По мнению авторов исследования, производство феомеланина помогает поддерживать баланс цистеина в организме, превращая его излишки в инертный пигмент. Цистеин в избыточных количествах способен провоцировать окислительное повреждение клеток, и механизм его связывания в составе пигмента может служить своеобразным предохранительным клапаном.

Пигмент феомеланин, придающий волосам рыжий цвет, позволяет поддерживать здоровый баланс цистеина, защищая клетки от окислительного стресса при его избытке.

Это открытие может объяснить, почему генетические варианты, способствующие выработке феомеланина, сохраняются в популяции, несмотря на ассоциированный с ними риск меланомы. Эволюционное преимущество защиты от окислительного стресса, по-видимому, перевешивает потенциальные негативные последствия — по крайней мере, в условиях, в которых формировался этот признак.

Ранее ученые объяснили, откуда берется седина.