Gene Baru Memungkinkan Ditemukan Ikan untuk 'Menghilang'

Livejurnal69 - Peneliti yang dipimpin oleh Vanderbilt's Roger Cone, Ph.D., telah menemukan anggota baru dari keluarga gen yang memiliki pengaruh kuat pada pigmentasi dan pengaturan berat badan.
Gen adalah anggota ketiga dari keluarga agouti. Dua gen agouti telah diidentifikasi sebelumnya pada manusia. Satu membantu menentukan warna kulit dan rambut, dan yang lain mungkin memainkan peran penting dalam obesitas dan diabetes.
Gen baru, yang disebut agrp2, telah ditemukan secara eksklusif dalam tulang ikan, termasuk ikan zebra, trout dan salmon. Protein itu encode memungkinkan ikan untuk mengubah warna secara dramatis untuk menyesuaikan lingkungan mereka, para peneliti melaporkan minggu ini dalam edisi awal Prosiding National Academy of Sciences (PNAS).
"Ketika saya mahasiswa pascasarjana, Youngsup Song, menemukan sebuah protein agouti ketiga di kelenjar pineal ikan, organ yang mengatur ritme sehari-hari sebagai respon terhadap cahaya, pada awalnya kami pikir kami telah menemukan jalur yang mengatur kelaparan diurnally," kata Cone, ketua Departemen Fisiologi & Biofisika Molekuler dan direktur dari Institut Vanderbilt untuk Obesitas dan Metabolisme.
"Itu adalah mekanisme yang membuat Anda lapar pada siang hari, tetapi tidak pada malam hari," lanjutnya. "Namun, Chao Zhang, seorang mahasiswa pascasarjana yang ditindaklanjuti penelitian, akhirnya menemukan bahwa protein ini agouti ... yang terlibat dalam perubahan pigmen cepat yang memungkinkan ikan untuk beradaptasi dengan lingkungan mereka."
Fenomena ini, yang disebut adaptasi latar belakang, juga telah diamati pada mamalia. Mantel dari kelinci Arktik, misalnya, berubah dari coklat di musim panas untuk menyamarkan putih melawan salju musim dingin.
Berbeda dengan mamalia yang harus tumbuh mantel baru untuk beradaptasi dengan perubahan lingkungan, ikan, amfibi dan reptil dapat mengubah warna kulit mereka dalam hitungan menit.
Gen agouti pertama, yang menghasilkan bergaris "agouti" pola pada mamalia banyak, ditemukan pada tahun 1993. Pada tahun yang sama, Cone dan rekan-rekannya di Oregon Health Sciences University di Portland melaporkan penemuan gen yang dikodekan melanocortin-1 reseptor, pemain kunci dalam kisah pigmentasi.
Mereka menunjukkan bahwa protein agouti mencegah melanocortin-1 reseptor pada melanosit (sel pigmen) di kulit dari switching pada produksi pigmen hitam-coklat, dan malah bergeser pigmen untuk warna kuning-merah.
Gen agouti kedua encode agouti-related protein (AgRP), yang menghambat reseptor melanocortin di otak. Ini mencegah melanocortin-4 reseptor dari asupan makanan menghambat, dan dengan demikian merangsang makan.
Dalam kertas saat ini, laporan kelompok Cone bahwa protein yang baru ditemukan, AgRP2, mengatur ekspresi gen dan pmch prohormon pmchl, prekursor untuk melanin-berkonsentrasi hormon, yang memiliki efek pigmen-keringanan.
"Bersama, protein agouti serbaguna dan reseptor melanocortin bertanggung jawab untuk mengatur berat badan, pola banded dari mantel mamalia, dan bahkan rambut merah pada kebanyakan orang," kata Cone. Pekerjaan saat ini menunjukkan bahwa protein agouti juga terlibat dalam mekanisme kamuflase yang digunakan dalam ribuan spesies ikan.
Cone, yang datang ke Vanderbilt pada tahun 2008, telah menghabiskan sebagian besar karirnya mempelajari bagaimana melanocortin reseptor di otak mengatur berat badan. Dia dan rekan-rekannya telah menerbitkan lebih dari tiga makalah lusin mengelusidasi unsur-unsur dari sistem sinyal yang kompleks.
Zhang adalah penulis pertama dari kertas PNAS, upaya kolaborasi ilmuwan dari Salk Institute for Biological Sciences, University of California di Santa Cruz, University of Oregon, serta Vanderbilt.
Penelitian ini didukung oleh Institut Kesehatan Nasional dan Bristol-Myers Squibb Foundation.