Новые генетические ассоциации помогли точнее опознать по ДНК рыжих и брюнетов

Ученые обнаружили более ста новых генетических локусов, ассоциированных с цветом волос у европейцев. Несмотря на то, что эти генетические варианты объясняют только 20 процентов общего вклада наследственности в цвет волос, суммарно они обладают некой предсказательной силой, позволяющей предположить цвет волос их обладателя. Кроме того, исследователи выяснили, что для женских волос характерны более светлые оттенки, чем для мужских. Исследование опубликовано в Nature Genetics.

Цвет волос у человека (также как и цвет кожи и радужки глаз) определяется соотношением двух разновидностей пигмента меланина — черно-коричневого эумеланина и красно-желтого феомеланина. Пигменты синтезируются из аминокислоты тирозина в специализированных клетках — меланоцитах, расположенных в волосяных фолликулах. Преобладание эумеланина делает волосы темными, а усиленный синтез феомеланина в отсутствие эумеланина — рыжими.

Известно, что выбор биосинтеза того или другого типа меланина клетками определяется активностью рецептора меланокортина 1, который расположен на поверхности меланоцитов и кодируется геном MC1R. Полиморфизмы в этом гене — в частности, некоторые варианты, приводящие к синтезу неактивного рецептора, связаны с рыжим цветом волос.

Близнецовые исследования показывают, что наследственные факторы объясняют 97 процентов вариаций оттенков цвета. Однако ученым известны далеко не все механизмы, определяющие цвет волос, поэтому специалисты ищут новые генетические особенности, связанные с этой фенотипической чертой. Информацию о нескольких вариантах генетики получили благодаря изучению наследственных заболеваний, характеризующихся, в том числе, нарушением пигментации. Полногеномные исследования, посвященные поиску полиморфизмов, связанных с цветом волос, привели к идентификации ряда дополнительных локусов, которые, тем не менее, обладали низкой предсказательной силой.

В новом исследовании международный коллектив ученых из Великобритании, Австралии, Италии, Нидерландов, Китая и США, включая сотрудников компании 23andMe, под руководством Тимоти Спектора (Timothy Spector) из Лондонского королевского колледжа обнаружил 124 генетических локуса, ассоциированных с цветом волос у человека. Один из этих локусов оказался связан с Х-хромосомой. Большинство установленных ассоциаций (111 из 124) оказались новыми, ранее неизвестными.

Генетические варианты были найдены при помощи мета-анализа двух огромных выборок, в сумме включающих почти 300 тысяч участников европейского происхождения. Данные о половине участников были предоставлены американской частной компанией 23andMe, которая занимается генетическим тестированием. Вторая половина данных была взята из базы UK Biobank, включающей информацию о показателях здоровья и генотипе значительного числа жителей Великобритании. Информацию о своем натуральном цвете волос участники сообщали самостоятельно.

Помимо уже известных полиморфизмов, связанных с пигментацией, например, в генах MC1R, HERC2, IRF4 и SLC45A, исследователи показали значимую ассоциацию с цветом волос с вариантами генов-регуляторов, кодирующих факторы транскрипции, таких как FOXO и SOX. Новый локус, связанный с цветом волос, был обнаружен на X-хромосоме в районе гена COL46A, кодирующего один из типов коллагена. В целом авторы заключили, что основной вклад в цвет волос вносят полиморфизмы в регуляторных генах, а не в генах, непосредственно связанных с пигментацией. В сумме найденные полиморфизмы объяснили всего 20 процентов случаев наследуемости цвета волос, около 35 процентов наследуемости рыжего цвета волос, 25 процентов для светлых волос и 26 процентов для черных.

В результате анализа данных ученые сделали вывод, что цвет волос в некоторой степени ассоциирован с полом человека — а именно, для женщин характерны более светлые оттенки волос. Авторы работы заметили, что так как участники сами называли свой цвет волос, в их случае выборка могла быть несколько искажена. Тем не менее, эта тенденция была отмечена и ранее в нескольких работах, где пигментацию волос у людей измеряли объективно.

Исследователи также проверили предсказательную силу найденных ассоциаций при помощи математической модели. Оказалось, что модель с хорошей вероятностью предсказывает черный и рыжий цвет волос, а для блондинов и шатенов предсказания оказались менее точными. Предыдущая модель, которая опиралась на меньшее количество ассоциаций, позволяла это сделать с большим количеством ошибок.

Ранее мы рассказывали, что в разнообразие цвета кожи человека максимальный вклад вносят всего четыре гена.

Дарья Спасская