Je leest:

Waarom Europeanen blank zijn…

Waarom Europeanen blank zijn…

Auteur: | 15 december 2005

In Amerika hebben onderzoekers mogelijk het belangrijkste huidskleur-gen tot nu toe gevonden. Zij maakten hiervoor gebruik van een doodgewoon aquariumvisje en van de recent online gepubliceerde HapMap database van variatie in het humane genoom.

Het kankeronderzoek van geneticus Keith Cheng heeft geleid tot een opmerkelijke ontdekking, die niets met kanker te maken heeft. Cheng en zijn team van de Pennsylvania State University hebben een gen gevonden dat een grote rol speelt bij het bepalen van de huidskleur.

De ontdekking van dit gen kan een oplossing zijn voor één van de voortslepende mysteries in de biologie, namelijk wat de genetische oorsprong is van de opvallende verschillen in de huidskleur van de mens. De resultaten van dit onderzoek vormen deze week de coverstory van het wetenschappelijke tijdschrijft Science.

De cover van Science van 16 december 2005 Bron: Science

Wetenschappers proberen al lang een verklaring te vinding voor de lichtere huidskleur in Europeanen. Ze denken dat onze voorvaders zwart waren en in Afrika leefden. Onze lichte huid zou een aanpassing zijn om buiten de tropen te kunnen leven. Afrikanen en Aziaten hebben een donkerder huid, maar ontvangen ook meer en feller zonlicht dan Europeanen. Zonlicht is nodig voor de productie van vitamine D in de huid.

Vitamine D voorkomt rachitis, een ziekte die vooral bij kinderen voorkomt en vergroeiingen van botweefsel veroorzaakt. Aangezien Europeanen minder worden blootgesteld aan zonlicht, moeten ze dit compenseren door een lichtere huidskleur. Hierdoor zal er meer zonlicht in de huid kunnen komen, waardoor de productie van vitamine D op peil blijft.

Onderzoekers Keith Cheng en Mark Shriver denken dat het gen dat ze nu geïdentificeerd hebben wel eens een heel belangrijke rol kan hebben gespeeld bij deze aanpassing van de Europeanen.

Het gen dat mogelijk de oorzaak is van de verschillen in huidskleur bij de mens lijkt nu geïdentificeerd te zijn. Bron: United Colors of Benetton

Populaire aquariumvis

Tot nu toe zijn in eerdere onderzoeken over pigmentatie al meer dan 100 genen geïdentificeerd, die betrokken zijn bij de pigmentproductie. De mutaties in deze genen zijn meestal verantwoordelijk voor afwijkingen zoals albinisme, waarbij de huid helemaal geen pigment meer aanmaakt. Genen die de normale verschillen in huidskleur veroorzaken, zijn echter nog niet bekend.

Kankergeneticus Cheng is al 10 jaar bezig met kankeronderzoek waarbij hij gebruik maakt van de zebravis. In Nederland is dit 3 cm lange visje één van de 10 populairste aquariumvissen. Wereldwijd wordt de zebravis gebruikt als modelorganisme om de genetica van ontwikkeling bij de zebravis en bij de mens te bestuderen. De zebravis kan zich namelijk snel voortplanten en veel van zijn genen zijn hetzelfde als bij de mens.

De pigmentcellen van de zebravis en de mens vertonen ook veel overeenkomsten. Pigmentcellen bevatten pigmentkorrels die melanosomen genoemd worden en voor de kleur van de huid zorgen. Mensen van Europese afkomst hebben minder, kleinere en lichtere melanosomen dan mensen van West-Afrikaanse afkomst. Oost-Aziaten hebben melanosomen die qua grootte en hoeveelheid hier tussen in zitten.

Cheng en zijn team onderzochten een zebravis-mutant met een mutatie genaamd ‘golden’ en ontdekten dat deze minder, kleinere en minder gepigmenteerde melanosomen had dan de wildtype vis. De onderzoekers ontdekten dat de lichtere pigmentatie van de golden-zebravis veroorzaakt werd door een kortere versie van het eiwit slc24a5, een gevolg van de mutatie in het golden-gen. Injectie met wildtype RNA in de golden zebravis resulteerde in een vis met een donkerder kleur. Verder onderzoek wees uit dat de golden-mutatie alleen effect had op de melanosomen van de zebravis en niet op andere cellen of organen.

Deze ontdekking suggereert dat de menselijke variant van het golden-gen betrokken is bij de grote variatie in huidskleur bij mensen.

Volwassen zebravissen. A: Wildtype zebravis, donker uiterlijk. Inzet: vergroting laat veel donkere en grote melanosomen zien. B Golden-mutant, licht uiterlijk. Inzet: minder en lichtere melanosomen aanwezig dan in het wildtype. Bron: Science

Een aminozuur verschil

Via de wereldwijde BLAST database met genomen van allerlei organismen, identificeerde Chengs team het gen SLC24A5 als menselijke variant van het golden-gen, waarvan men tot nu toe nog niet wist dat het betrokken was bij de pigmentatie. Cheng schakelde de hulp in van antropoloog Mark Shriver om te bepalen of dit gen een rol speelt in de menselijke pigmentatie. Zijn groep is al 8 jaar bezig met de variatie in humane genetica en dan vooral de fysiologie en de evolutionaire genetica.

Het nieuw gevormde team gebruikte de HapMap database – een gratis en publiekelijk toegankelijk database met mogelijke variaties in de DNAsequentie van het humane genoom. Ze hoopten verschil te vinden tussen zwarte en blanke bevolkingsgroepen voor het SLC24A5-gen. Het eiwit waarvoor SLC24A5 codeerde bleek voor alle bevolkingsgroepen gelijk te zijn, behalve bij Europeanen. Bij deze populatie was één aminozuur op één allel anders. Het aminozuur alanine op positie 111 was bij 98% van de Europeanen veranderd in het aminozuur threonine.

Cheng en Shriver zeggen dat het belang van dit onderzoek verder gaat dan alleen pigmentatie. “We weten zo weinig van de genetische en evolutionaire architectuur van menselijke eigenschappen,” zegt Shriver." We kunnen niet verwachten dat we menselijke genetica kunnen gebruiken om ingewikkelde ziekten te begrijpen, zonder eerst uit te vinden hoe de fundamentele eigenschappen, zoals oog-, haar- en huidskleur worden bepaald". Cheng voegt hier aan toe: “Het uitwerken van de details van de pigmentatie met behulp van modelsystemen zoals de zebravis kan een groot voorbeeld zijn om complexe ziektes, zoals diabetes en hart- en vaatziekten, te begrijpen.”

Om aan te tonen dat de verandering van één aminozuur invloed heeft op de huidskleur, heeft Shriver het SLC24A5-gen onderzocht in twee gemengde populaties. Een groep van 203 Afro-Amerikanen en een groep van 105 Afro-Caribbeanen representeerden groepen van gemengde Europese en Afrikaanse voorouders. Personen die homozygoot waren voor het threonine-allel, neigen een lichte huid te hebben. Homozygoten voor het alanine-allel, hadden een donkere huid. Heterozygoten, met zowel een alanine- als een threonine-allel, hadden een huidskleur hier tussenin.

Het lijkt erop dat de variatie voor 25 tot 38% bijdraagt aan het verschil in huidskleur tussen Europeanen en Afrikanen. Het verschil tussen Afrikanen en Aziaten is hiermee nog niet verklaard, aangezien zij hetzelfde alanine-allel hebben. Dit betekent dat de huidskleur niet alleen bepaald wordt door het SLC24A5 gen, maar door een combinatie van variaties in meerdere genen.

Bronnen

Lamason et al. SLC24A5, a putative cation exchanger, affects pigmentation in zebrafish and humans, Science, 16 december 2005

Dit artikel is een publicatie van NEMO Kennislink.
© NEMO Kennislink, sommige rechten voorbehouden
Dit artikel publiceerde NEMO Kennislink op 15 december 2005

Discussieer mee

0

Vragen, opmerkingen of bijdragen over dit artikel of het onderwerp? Neem deel aan de discussie.

NEMO Kennislink nieuwsbrief
Ontvang elke week onze nieuwsbrief met het laatste nieuws uit de wetenschap.