Исследование раскрывает детали о генах кератинов млекопитающих и адаптации к жизни на суше или в море

Исследователи под руководством профессора Леопольда Экхарта из Венского медицинского университета провели одно из крупнейших сравнительных геномных исследований, чтобы определить молекулярные и эволюционные основы адаптации белков кожи млекопитающих.

В новом исследовании, опубликованном в журнале Molecular Biology and Evolution, команда определила, какие гены среди десятков генов кератинов млекопитающих необходимы для жизни на суше или в море. Продукты этих генов формируют цитоскелет в клетках кожи (кератиноцитах), поддерживающий барьер между организмом и внешней средой.

Основные выводы:

• У полностью водных млекопитающих (дельфины, киты, ламантины) произошла реорганизация кератинового цитоскелета.
• Кератины K1, K2 и K10, ключевые для наружных слоев кожи наземных млекопитающих и человека, утрачены у дельфинов и заменены кератинами K6 и K17.
• Эпидермис дельфина примерно в 50 раз толще человеческого.
• У водных млекопитающих постоянно активна программа регенерации эпидермиса, для которой требуется только один из двух наборов эпидермальных кератинов.

Эволюционные параллели с болезнями:

Утолщение эпидермиса и ключевая роль кератинов K6 и K17 наблюдаются также при заживлении ран кожи человека и в пораженной коже пациентов с псориазом. В этой болезни неизвестные генетические факторы запускают эволюционно древнюю программу заживления.

Дополнительные открытия:

• Обнаружена ранее недооцененная сложность состава эпидермальных кератинов из-за альтернативного сплайсинга мРНК кератина K10.
• Белки самых внутренних слоев кожи наиболее консервативны в эволюции, а белки наружных слоев — наиболее разнообразны.

Исследование подчеркивает связь эволюционной биологии и дерматологии, открывая перспективы для новых открытий, полезных для пациентов.