Новый ген позволяет рыбам «исчезать»
Исследователи под руководством Роджера Коуна из Университета Вандербильта обнаружили новый член семейства генов агouti, оказывающих сильное влияние на пигментацию и регуляцию массы тела.
Ген стал третьим идентифицированным членом этого семейства. Ранее у человека были найдены два гена агouti: один влияет на цвет кожи и волос, другой может играть важную роль в ожирении и диабете.
Новый ген, названный agrp2, обнаружен исключительно у костистых рыб, включая данио-рерио, форель и лосося. Кодируемый им белок позволяет рыбам кардинально менять окраску, чтобы соответствовать окружающей среде. Результаты опубликованы 27 октября в PNAS.
Изначально, обнаружив третий белок агouti в шишковидной железе рыбы, учёные предположили, что нашли путь, регулирующий чувство голода в зависимости от времени суток. Однако дальнейшие исследования показали, что этот белок участвует в быстрых изменениях пигментации для адаптации к фону.
Это явление, фоновая адаптация, наблюдается и у млекопитающих (например, сезонная смена окраса у арктического зайца). Но в отличие от них, рыбы, амфибии и рептилии могут менять цвет кожи за считанные минуты.
Первый ген агouti, создающий полосатый окрас у многих млекопитающих, открыли в 1993 году. Тогда же команда Коуна обнаружила ген рецептора меланокортина-1 (MC1R) — ключевого игрока в пигментации. Было показано, что белок агouti блокирует MC1R в меланоцитах кожи, препятствуя выработке чёрно-коричневого пигмента и смещая цвет к жёлто-красным оттенкам.
Второй ген агouti кодирует AgRP, который блокирует рецептор меланокортина-4 (MC4R) в мозге. Это предотвращает подавление приёма пищи и, таким образом, стимулирует аппетит.
В новой работе группа Коуна сообщает, что недавно обнаруженный белок AgRP2 регулирует экспрессию генов-предшественников pmch и pmchl. Эти гены кодируют прогормоны для меланин-концентрирующего гормона, который обладает осветляющим пигментацию эффектом.
Таким образом, белки агouti и рецепторы меланокортина регулируют массу тела, полосатые окрасы млекопитающих и даже рыжий цвет волос у людей. Текущая работа показывает, что белки агouti также задействованы в механизмах камуфляжа у тысяч видов рыб.