การเปรียบเทียบรหัสพันธุกรรมเผยให้เห็นว่าเส้นผมของมนุษย์และสัตว์เลี้ยงลูกด้วยนมอื่นๆ ร่วงได้อย่างไร

ลิงอุรังอุตัง หนู และม้าอยู่ในนั้น แต่มนุษย์ไม่อยู่ในนั้น เหตุใดเราจึงมีขนตามร่างกายน้อยกว่าสัตว์เลี้ยงลูกด้วยนมชนิดอื่น ๆ ส่วนใหญ่ยังคงเป็นปริศนามาช้านาน แต่การเปรียบเทียบรหัสพันธุกรรมจากสัตว์ 62 ชนิดเป็นครั้งแรกเริ่มบอกเล่าเรื่องราวของการที่มนุษย์และสัตว์เลี้ยงลูกด้วยนมชนิดอื่นสูญเสียล็อค

ดูเหมือนว่ามนุษย์จะมียีนสำหรับขนทุกเส้นในร่างกาย แต่วิวัฒนาการได้ทำให้พวกมันพิการ ตามรายงานที่ตีพิมพ์ในวารสารโดยนักวิทยาศาสตร์จาก College of Utah Well being และ College of Pittsburgh อีไลฟ์. การค้นพบนี้ชี้ไปที่ยีนจำนวนหนึ่งและขอบเขตการควบคุมของจีโนมที่ดูเหมือนจะจำเป็นสำหรับการสร้างเส้นผม

การวิจัยตอบคำถามพื้นฐานเกี่ยวกับกลไกที่กำหนดลักษณะนิสัยของมนุษย์นี้ นักวิทยาศาสตร์สงสัยว่าในที่สุดอาจนำไปสู่วิธีการใหม่ในการฟื้นฟูเส้นผมหลังผมร่วงและเคมีบำบัด หรือในผู้ที่เป็นโรคที่ทำให้ผมร่วง

การศึกษายังคงดำเนินต่อไปโดยแสดงให้เห็นว่าธรรมชาติใช้กลยุทธ์เดียวกันนี้อย่างน้อยเก้าครั้งในสัตว์เลี้ยงลูกด้วยนมที่นั่งอยู่บนกิ่งก้านสาขาต่างๆ ของต้นไม้วิวัฒนาการ บรรพบุรุษของแรด หนูตัวตุ่นเปล่า โลมา และสัตว์เลี้ยงลูกด้วยนมที่ไม่มีขนอื่นๆ เตะ ลาก แล้วว่ายไปตามเส้นทางเดียวกันเพื่อปิดการทำงานของชุดยีนทั่วไปในการผลัดขนและขนของพวกมัน

D. นักพันธุศาสตร์มนุษย์ที่ U of U Well being ในขณะที่ทำการวิจัยส่วนใหญ่ที่มหาวิทยาลัย Pittsburgh “เราใช้แนวทางที่สร้างสรรค์ในการใช้ความหลากหลายทางชีวภาพเพื่อเรียนรู้เกี่ยวกับพันธุกรรมของเรา” นาธานคลาร์กกล่าว อแมนด้า โควาลซิค, Ph.D. และ Maria Chikina, Ph.D. “สิ่งนี้ช่วยให้เราระบุภูมิภาคของจีโนมของเราที่มีส่วนสำคัญต่อเรา”

ข้อดีของการไม่มีขน

เมื่อพูดถึงขนหยาบของลิงหรือขนนุ่มของแมว ขนจะดูแตกต่างกันในอาณาจักรสัตว์ เช่นเดียวกับศีรษะล้าน มนุษย์มีขนบนศีรษะที่มีลักษณะเฉพาะ แต่เราจัดอยู่ในประเภท “ไม่มีขน” เนื่องจากขนตามร่างกายของเราไม่เด่นชัด สัตว์เลี้ยงลูกด้วยนมอื่นๆ ที่มีขนคลุมบางๆ สุกรที่มีขนบางๆ และวอลรัสหนวดขาวเข้าร่วมกับเรา

เส้นผมที่ถอยร่นมีประโยชน์ ช้างที่ไม่มีขนหนาทึบจะคลายตัวได้ง่ายกว่าในสภาพอากาศร้อน และวอลรัสก็เลื้อยผ่านน้ำได้อย่างง่ายดาย แม้จะมีเหตุผลหลายประการ แต่การวิเคราะห์โดย Kowalczyk พบว่าสัตว์เลี้ยงลูกด้วยนมที่ไม่มีขนชนิดนี้และสัตว์เลี้ยงลูกด้วยนมที่ไม่มีขนอื่นๆ ที่วิเคราะห์ได้สะสมการกลายพันธุ์ในยีนเดียวกันหลายตัว ซึ่งรวมถึงยีนที่เข้ารหัสเคราตินและองค์ประกอบเพิ่มเติมที่ประกอบกันเป็นแกนของเส้นผมและช่วยในการเจริญเติบโตของเส้นผม

การวิจัยยังแสดงให้เห็นว่าขอบเขตการควบคุมของจีโนมมีความสำคัญเท่าเทียมกัน พื้นที่เหล่านี้ไม่ได้เข้ารหัสโครงสร้างที่ประกอบกันเป็นเส้นผม แต่ส่งผลทางอ้อมต่อกระบวนการนี้ พวกเขาแนะนำเมื่อใดและที่ใดที่ยีนบางตัวเข้ามามีบทบาทและจำนวนเท่าใด

นอกจากนี้ หน้าจอยังเผยให้เห็นยีนที่มีบทบาทในการงอกของเส้นผมที่ยังไม่ได้รับการระบุ เมื่อรวมกับหลักฐานเพิ่มเติม เช่น สัญญาณของการทำงานในผิวหนัง การค้นพบนี้เน้นยีนชุดใหม่ที่อาจมีบทบาทในการเจริญเติบโตของเส้นผม

มียีนมากมายที่เราไม่รู้จักมากนัก เราคิดว่าพวกมันอาจมีบทบาทในการเจริญเติบโตและบำรุงรักษาเส้นผม”

อแมนด้า โควาลซิค, Ph.D.

แก้ปัญหาผมร่วง

เพื่อไขปริศนาผมร่วงในสัตว์เลี้ยงลูกด้วยนม Clark, Kowalczyk และ Chikina มองหายีนที่วิวัฒนาการได้เร็วกว่าในสัตว์ที่ไม่มีขนมากกว่าในสัตว์ที่มีขนยาว

คลาร์กกล่าวว่า “ในขณะที่สัตว์อยู่ภายใต้แรงกดดันทางวิวัฒนาการที่ทำให้ผมร่วง ยีนที่เข้ารหัสเส้นผมจึงมีความสำคัญน้อยลง” คลาร์กกล่าว “นี่คือเหตุผลที่พวกเขาเร่งอัตราการเปลี่ยนแปลงทางพันธุกรรมที่อนุญาตโดยการคัดเลือกโดยธรรมชาติ การเปลี่ยนแปลงทางพันธุกรรมบางอย่างอาจทำให้ผมร่วงได้ การเปลี่ยนแปลงอื่น ๆ อาจเป็นหลักประกันความเสียหายหลังจากที่การเจริญเติบโตของเส้นผมหยุดลง”

ในการค้นหา พวกเขาได้พัฒนาวิธีการคำนวณที่สามารถเปรียบเทียบพื้นที่จีโนมหลายร้อยแห่งได้พร้อมๆ กัน พวกเขาตรวจสอบยีน 19,149 ยีนและเขตควบคุม 343,598 แห่งที่อนุรักษ์ไว้ในสัตว์เลี้ยงลูกด้วยนมหลายสิบชนิดที่วิเคราะห์ ในกระบวนการนี้ พวกเขาดำเนินการโดยไม่สนใจบริเวณพันธุกรรมที่มีส่วนรับผิดชอบในการวิวัฒนาการของลักษณะเฉพาะของสปีชีส์อื่นๆ เช่น การปรับตัวให้เข้ากับสิ่งมีชีวิตในน้ำ

คลาร์กอธิบายว่าการตรวจคัดกรองที่เป็นกลางเพื่อระบุยีนของเส้นผมที่รู้จักแสดงให้เห็นว่าวิธีการนี้ใช้ได้ผล เขายังเสนอว่ายีนที่ระบุบนหน้าจอและไม่ได้กำหนดไว้อย่างดีอาจมีความสำคัญพอๆ กับการมีหรือไม่มีผม

คลาร์กและเพื่อนร่วมงานกำลังใช้วิธีเดียวกันในการระบุบริเวณพันธุกรรมที่เกี่ยวข้องกับการป้องกันมะเร็ง การยืดอายุขัย และการทำความเข้าใจสภาวะสุขภาพอื่นๆ

“นี่เป็นวิธีการระบุกลไกทางพันธุกรรมทั่วโลกที่อยู่ภายใต้ลักษณะที่แตกต่างกัน” คลาร์กกล่าว