Кіріспе

Ағзаның ақуыздық белдеуі - адамда ASIP генінің кодтауындағы ақуыздық. Ол сүтқоректілерде меланин пигментінің таралуына жауапты. Agouti меланокортин 1 рецепторымен әрекеттесіп, меланоциттің (пигмент жасушасының) феомеланинді (қызылдан сарыға дейін пигмент) немесе эумеланинді (қоңырдан қараға дейін пигмент) өндіретінін анықтайды. Бұл өзара әрекеттесу жануарлардың шаштарында, мысалы, агутиде, ашық және қара жолақтар пайда болуына себепші болады, ол генге осылай аталған. Жылқы сияқты басқа түрлерде агути сигнализациясы дененің қай бөлігі қызыл немесе қара болатынын анықтайды. Жабайы типтегі агути бар тышқандар сұр қоңыр түске ие болады, әр шашы ішінара сары, ішінара қара болады. Тышқандар мен басқа түрлердің функцияларын жоғалту мутациялары қара түске бояуды тудырады, ал тышқанның бүкіл денесінде экспрессияға әкелетін мутациялар сары түске бояуды және семіздікті тудырады. Бұл дегеніміз, агути қай жерде және қай уақытта пайда болатынын, өсіп жатқан шаштың бөлігі қара емес, сары түске айналады.

Функция

Тышқанда агути гені паракринді сигналды молекуланы кодтайды, ол шаш түтікшелері меланоциттерінің қара немесе қоңыр пигмент эумеланиннің орнына сары пигмент феомеланинді синтездеуіне себепші болады. Тышқанның генінің конститутивті экспрессиясының плейотроптық әсерлеріне ересектердегі семіздік, ісіктің күшейген сезімталдығы және ерте тұқымсыздық жатады. Бұл ген тышқанның генине өте ұқсас және ол секрецияланатын белокты кодтайды, ол 1) шаштың пигментациясының сапасына әсер етеді, 2) альфа-меланоциттерді ынталандыратын гормонның кері агонисі ретінде әрекет етеді, 3) меланокортиннің нейроэндокриндік аспектілеріне әсер етеді және 4) майлы жасушалардағы липидтер алмасуын реттеуде функционалдық рөл атқарады. Тышқандарда жабайы типтегі агути аллелі (А) сұр фенотипті көрсетеді, алайда генетикалық талдаулар арқылы көптеген аллель нұсқалары анықталды, бұл әдеттегі сұр жамылғыдан ерекшеленетін фенотиптердің кең ауқымына әкеледі. Ең көп зерттелген аллельдік варианттар - агутидің эктопиялық экспрессиясынан туындайтын өлімге әкелетін сары мутация (Ай) және өмір сүруге қабілетті сары мутация (Ави). Қошқардың агути генінің локусы 2- хромосомадан табылған және 131 амин қышқылының ақуызын кодтайды. Бұл ақуыз эпителийлік меланоциттердегі меланин пигменттерінің таралуын белгілейді, олар шашты түкпіршіктерінің түбінде орналасқан, ал экспрессиясы арқалық шашты қарағанда ішке қарай шашты сезгіш етеді. Агути тікелей меланоциттерде бөлінбейді, өйткені ол меланокортинді босатуды терідің папиллярлық жасушаларында паракриндік фактор ретінде әсер етеді. Меланокортин фолликулярлық меланоциттерге әсер етіп, эумеланин өндірісін арттырады, бұл қоңыр және қара түске айналған шашты түстейтін меланин пигменті. Агутидің пайда болуы кезінде сары немесе қызыл түстегі шашты шығаратын меланин пигменті - феомеланин өндірісі басым болады.

Құрылымы

Агути сигналды пептиді ингибиторлы цистин түйін мотивін қабылдайды.

Мутация

Өлімге әкелетін сары (Ay) мутациясы тышқанда сипатталған алғашқы эмбрионалды мутация болды, өйткені гомозиготты өлімге әкелетін сары (Ay/ Ay) тышқандар трофэктодермиялық дифференциациядағы қатеге байланысты дамудың ерте кезеңінде өледі. Агути генінің эктопиялық экспрессиясы ерте пайда болатын семіздік, гиперинсулинемия және ісіктің пайда болуымен сипатталатын сары семіздік синдромымен байланысты. Өмір сүретін сары (Ави) мутациясы агутидің мРНК ұзындығының өзгеруіне байланысты, өйткені экспрессияланған ген агутидің қалыпты ген ұзындығынан ұзын болады. Бұл агути транскрипциясының бастапқы орнына бір рет цистерналық А бөлшегі (IAP) ретротранспозонының жоғары ағысқа енгізілуінен пайда болады. Геннің проксимальді шетінде белгісіз промотор агутидің конституциялық белсендірілуіне себепші болады, ал жеке адамдар өлімге әкелетін сары мутациямен сәйкес келетін фенотиптермен танысады. Өмір сүру қабілеті бар сары мутацияны бақылайтын промотордың белсенділу механизмі белгісіз болса да, тері түсінің беріктігі ананың тамақтануы мен қоршаған ортаның әсерінен анықталатын ген метилирлеу дәрежесімен байланысты. Өмір сүретін сары (Avy/a) және өлімге әкелетін сары (Ay/a) гетерозиготтар өмір сүру мерзімін қысқартты және ерте пайда болған семіздік, ІІ типті қант диабеті және әртүрлі ісіктер даму тәуекелін арттырды. Ағзаның семіздікке шалдығу қаупі тамақ құсығының бұзылуына байланысты, өйткені агути агутимен байланысты белокты (AGRP) агонизациялайды, ол гипоталамустағы NPY/ AGRP орексигендік нейрондары арқылы тамақ құсығын ынталандыруға жауапты. Тамақ құсығының артуы аглотаның майлы тінге әсерінен паракриндрлік әсерінен болатын қоректік заттардың алмасуының өзгеруіне, бауыр липогенезінің артуына, липолиздің төмендеуіне және адипоциттердің гипертрофиясының артуына байланысты. Бұл дене массасын арттырады және зат алмасу жолдарының бұзылуынан салмақ жоғалту қиындықтарына әкеледі. Гиперинсулинемия агутиге мутациялардың әсерінен пайда болады, өйткені агути ақуызы кальцийге тәуелді түрде панкреатикалық бета- жасушаларда инсулин секрециясын арттырады, бұл инсулинге қарсы тұру қаупін арттырады. Омыртқаның пайда болуының өсуі агоутидің митоздық жылдамдығының артуына байланысты, олар эпителийлік және мезенхималық тіндерге орналасады. ДНК метилирленуі ананың тамақтануы мен қоршаған ортаның әсерінен жатырда анықталады. Метил синтезі үшін цинк пен В12 витаминінің жеткілікті мөлшері қажет, өйткені олар метил топтарын берудің кофакторы ретінде әрекет етеді. Бұл сары фенотипті ұрпақ үлесін төмендетеді және сұр түске ие агути жабайы типті тышқанға ұқсайтын ұрпақ санын арттырады.

Адамның тектесі

Агути сигналды ақуызы (ASP) - мысық агутидің адамдағы гомологы. Ол 20 хромосомадағы адам агути генінің кодымен кодталады және 132 амин қышқылынан тұратын ақуыз болып табылады. Ол мысық агутиге қарағанда әлдеқайда кеңінен экспрессияланады және майлы тінде, без без безінде, ұрықтарда және жұмыртқалық бездерде кездеседі, ал мысық агути тек меланоциттерде ғана экспрессияланады. Қошқа агутидің эктопиялық экспрессиясы сары семіздік синдромының дамуына әкелетіндіктен, бұл адамда да сәйкес келеді деп күтілуде. Меланокортинді АСП-мен те тежеу бәсекелестік емес әдістер арқылы болуы мүмкін, оның әсер ету диапазонын кеңейту. АГРФ-ның шамадан тыс экспрессиялары еркектерде семіздікке, ал АГРФ-ның кейбір полиморфизмдері нервтік анорексия сияқты тамақтану бұзылыстарына байланысты. Адамдағы гиперинсулинемияның негізгі механизмі мысық агутиге сәйкес келеді, өйткені инсулин секрециясы панкреатикалық бета- жасушаларда кальцийге сезімтал сигнал беру арқылы күшейеді. Адамда АСП- ның туморигенезін тудыратын механизм әлі белгісіз.