Как притормозить производство меланина

Как притормозить производство меланина

Ученые из США сделали открытие в области изучения пигментации кожи и глаз. Они обнаружили, что пигментация уменьшается с ростом активности белка TPC2. Открытие поможет дальнейшему изучению работы меланосом в нормальных условиях и при их повреждениях мутациями. Исследование опубликовано в журнале Scientific Reports.

Недостаток меланина связан с альбинизмом, нарушением зрения и большим риском возникновения рака кожи и глаз, поскольку меланин защищает ДНК от ультрафиолетовой радиации. Однако ученые плохо понимают, как регулируется пигментация. В конце 2014 года группа Елены Оанча (Elena Oancea) из Браунского университета (США) выяснила, что меланосомы задействованы в ионных каналах OCA2, названных так в их связи с мутациями в белке, вызывающем глазо-кожный альбинизм второго типа. Новое исследование группы Оанча выявило равновесие работы белков TPC2 и OCA2.

Начиная работу, Оанча с соавторами Ноколасом Беллоно (Nicholas Bellono) и Иллианой Эскобар (Illiana Escobar) знали только, что ген, кодирующий TPC2, обычно ассоциируется с пигментацией. Две мутации в этом гене, к примеру, связаны со светлой кожей и светлыми волосами у северных европейцев.

Как притормозить производство меланина

С помощью прямых электрических измерений у меланосом ученые отследили большой входящий ток отрицательно заряженных частиц равный исходящему потоку положительно заряженных ионов. Они показали, что ток независим от OCA2, а управляется жиром под названием PI(3,5)P2, находящимся в мембране меланосомы.

Когда ученые заблокировали TPC каналы верапамилом, ток прекратился. Дальнейшие эксперименты показали, что TPC2 есть по всей меланосомной мембране в отличие от TPC1.

Ученые удалили ген TPC2 с помощью инструмента редактирования генов CRISPR-Cas9. Оказалось, что эта операция перекрывает входящий ток. А если добавить человеческий белок TPC2, ток восстанавливается. Дальше ученые обнаружили, что в клетках с меньшим уровнем TPC2 содержится больше меланина. Иначе говоря, TPC2 — это отрицательный регулятор пигментации.

Отсюда авторы работы сделали вывод, что меланосомы с белком TPC2 имеют немного более кислую среду, чем без оного, и что это — прямой конкурент OCA2. Кислотность приобретает значение потому, что основной фермент, который посредничает в синтезе меланина, — тирозиназа, активен только при нейтральной кислотности.

Коротко говоря, THC2 прокачивает поток позитивно заряженных ионов натрия из меланосом — частей клетки, которые производят меланин. Когда TPC2 выпускает ионы, среда в меланосомах становится более кислой, и это выключает фермент, который запускает производство меланина.

Но даже проведенная работа не приблизила ученых к полному пониманию работы меланосом. Вопрос о том, как лечить альбинизм, остается открытым. Белок TPC2 может служить мишенью для лекарств от альбинизма, но прежде его работу нужно тщательно изучить.