El color del cabell en les poblacions europees: 124 gens diferents hi són associats

La revista Nature Genetics publica avui una meta-anàlisi genòmica sobre la variació i heretabilitat del color de pèl entre les poblacions europees, basades en 300.000 participants. Aquesta meta-anàlisi identifica un total de 124 loci associats significativament amb el color del cabell. Fins ara tan sols se n’havia demostrat associació per a uns 13. La llista dels 124 loci inclou 123 loci autosòmics i 1 de cromosoma X. Els polimorfismes mononucleotídics descrits en aquesta investigació expliquen l’heretabilitat del 34,6% dels cabells rojos, del 24,8% dels cabells rossos i del 26,1% dels cabells negres.

La melanina en la pigmentació humana

Aquesta recerca de Pirro G. Hysi et al. ha estat una feina llarga. El primer esborrany arribà a la revista Nature el 17 de desembre del 2016. Ha hagut de passar més d’un any de revisions fins que l’article fou acceptat el passat 7 de març.

La qüestió de la pigmentació humana, és a dir de la coloració dels teixits externs del cos humà, especialment pell, pèl i iris, ha estat objecte de la recerca científica des de fa segles. La variació en la pigmentació humana s’explica per variacions en la quantitat, relació i distribució dels dos tipus principals del pigment melanina, l’eumelanina i la feomelanina. Aquesta melanina és produïda principalment pels melanosomes, orgànuls pigmentaris localitzats en l’epidermis, en el cabell, en l’iris i en el sistema nerviós central. Hom suposa que els ancestres comuns de la humanitat eren de pell fosca fonamentalment com a protecció contra la radiació ultraviolada, tant pel que fa a càncers de pell com a la depleció d’àcid fòlic. Precisament això va fer que les poblacions humanes situades en latituds septentrionals, amb menys radiació solar, tendissin a una disminució de la pigmentació, ja que això es feia necessari per garantir uns nivells adequats de vitamina D (que depenen de l’exposició a radiació ultraviolada). Entre les poblacions europees hom ha pensat també en un paper de la deriva gènica i fins i tot de la selecció sexual.

Pel que fa al color del cabell, els estudis d’heretabilitat basats en bessons indiquen un índex del 97% (és a dir que gairebé tota la variació s’explicaria per factors heretables). Els estudis genòmics d’associació fins ara havien identificat diverses regions cromosòmiques associades al color del pèl. Però aquesta heretabilitat és molt fragmentada, és a dir que hi ha molts factors genètics que hi contribueixen.

Una meta-anàlisi de 23andMe i de l’UKBiobank

Hysi et al. han feta una meta-anàlisi de dos estudis genòmics d’associació:
– el 23andMe, amb 157.653 participants.
– el UK Biobank, amb 133.238 participants.

En la meta-anàlisi els participants són classificats segons si tenen cabell ros (0), cabell roig (1), cabell castany clar (2), cabell castany fosc (3) i cabell negre (4). Només s’inclouen participants de descendència europea, ja que la major part de variabilitat pel que fa al color del cabell la trobem en aquestes poblacions.

L’anàlisi de components principals permet estructurar la informació genòmica. Hi ha una forta associació entre aquests components principals i el color del cabell, especialment en l’estudis 23andMe, que és ètnicament més divers que el massa britànic UKBiobank. En qualsevol cas, tant el 23andMe com l’UKBiobank assenyalen que l’associació més forta del color del cabell és amb el sexe. Les dones tendeixen a un major percentatge de cabells rossos i cabells rojos, i a un menor percentatge de cabells castanys o negres respecte dels homes.

124 loci associats

La meta-anàlisi identifica, a través de polimorfismes nucleotídics, 124 regions genòmiques associades al color del cabell. D’aquestes regions n’hi ha 123 autosòmiques i 1 en el cromosoma X (gen COL4A6). Val a dir que el cromosoma Y no ha estat inclòs en aquest estudi

En aquesta llista reapareixen loci ja coneguts com HERC2, IRF4 o MC1R.

Les associacions més fortes les troben en gens pels quals s’han descrit mutacions amb impacte en la pigmentació: EDNRB, HPS5, FGF5, TWIST2.

Una validació de les dades amb deu cohorts addicionals

Per validar aquestes dades, Hysi et al. han fet mà de deu cohorts addcionals de l’International Visible Trait Genetics Consortium (VisiGen), amb un total de 27.865 participants europeus. La replicació és bona, ja que de les 123 loci positius de la meta-anàlisi amb 23andMe i Biobank, hi ha 114 que també donen positiu en aquestes cohorts.

Polimorfismes mononucleotídics i expressió gènica

Estrictament, aquests estudis genòmics es fonamenten en associacions amb polimorfismes mononucleotídics. La relació entre aquests polimorfismes i els gens en els quals tenen lloc no és sempre la mateixa. No obstant, sembla que la majoria s’hi relacionen de manera quantitativa pel que fa a l’expressió, si més no en diversos teixits.

Un exemple el tenim en el polimorfisme rs478882, que s’associa amb els nivells de transcripció del gen CBWD1, en teixits cutanis exposats a la radiació solar.

Molts factors genètics amb molt poc pes cadascun

En total, Hysi et al. identifiquen 258 polimorfismes mononucleotídics associats independent amb el color de cabell. Ara bé, tots aquests polimorfismes expliquen tan sols el 20,68% de l’heretabilitat del color de cabell en termes generals, i el 34,58% de l’heretabilitat del pèl roig. Per al cabell ros, el percentatge seria del 24,80%, i per al cabell negre del 26,12%. La major part de la variabilitat hereditària es correspon, doncs, a factors genètics no identificats amb aquest estudi.

Predir el color de cabell a través d’una mostra d’ADN

Una de les finalitats d’aquest estudi és fer una predicció del color de cabell amb les dades genètiques nues. Així, Hysi et al. construeixen un model que té una precisió elevada per cabell negre i per al cabell roig, però no pas tanta per al cabell ros o el cabell bru. Aquests models, en tot cas, ofereixen una millor precisió que els models d’estudis anteriors.

Les bases moleculars de la pigmentació

Les dades de Hysi et al. indiquen que el sexe s’associa veritablement amb el color del pèl. També indiquen que el pèl roig no segueix l’esquema linial de “menys-més pigmentat” dels cabells d’altres coloracions.

Però el més rellevant d’aquest estudi és la llista més d’un centenar de loci associats amb aquesta característica. En aquella llista hi ha gents que participen en la regulació de la transcripció gènica (gens reguladors), gens que participen en la producció de macromolècules (incloent-hi, és clar, les melanines), gens implicats en motilitat cel·lular, gens implicats en la pigmentació i fins a gens implicats en la regulació d’apoptosi.

La combinació de la genètica quantitativa d’aquesta mena d’estudis, amb estudis específics sobre els mecanismes funcionals que vinculen aquests gens a la pigmentació, serà necessària per disposar d’un quadre exhaustiu de les bases moleculars de la pigmentació capil·lar.

Aquesta entrada ha esta publicada en 3. La Vida. Afegeix a les adreces d'interès l'enllaç permanent.

Deixa un comentari

L'adreça electrònica no es publicarà. Els camps necessaris estan marcats amb *

Aquest lloc utilitza Akismet per reduir el correu brossa. Aprendre com la informació del vostre comentari és processada