У меланіну, який захищає нас від ультрафіолету, знайшли в буквальному сенсі «темну сторону». Виявилося, що молекули пігменту можуть вбирати енергію УФ-випромінювання і пошкоджувати клітинну ДНК в той час, коли ми вже давно пішли з сонця в тінь.

Ультрафіолет небезпечний тим, що викликає мутації в ДНК, зшиваючи міцної хімічної ковалентним зв'язком знаходяться поруч нуклеотидні «букви» генетичного коду. Відбувається так не зі всякими нуклеотидами, а тільки з двома з чотирьох, тиміном і цитозином, але цього цілком достатньо для вельми неприємних наслідків. Молекули, які ремонтують (репаруючу) ДНК, можуть вирізати і відновити пошкоджену ділянку, але буває так, що в процесі реплікації (синтезу нової ДНК), транскрипції (синтезу РНК на ДНК) або тієї ж репарації на місці зшитих нуклеотидів виникає мутація - заміщення їх на неправильні «нуклеотидні» букви. Як наслідок, розвивається рак. Власне, саме освіта димарів - зшитих нуклеотидних пар - вважається головною причиною виникнення меланомних пухлин.

Пігментні клітини меланоцити. (Фото The Sea of ​​Beings / Flickr.com.)

Спільна культура меланоцитів (пофарбовані червоним) і кератиноцитів (пофарбовані зеленим). (Фото GE Healthcare / Flickr.com.)

<

>

Здавалося б, треба тільки сховатися від УФ-випромінювання (або покрити себе сонцезахисним кремом), щоб небезпека минула. Однак не все так просто. дослідники з Єльського університету виявили дивну річ: виявилося, що в мишачих меланоцитах характерні пошкодження ДНК виникають навіть через кілька годин після опромінення. Необхідно підкреслити, що мова йде не про віддалені вторинних наслідки, а про хімічному перетворенні, яке викликає сам ультрафіолет. Тобто випромінювання немає, а реакція, що ініціюється їм, триває.

Експерименти привели Дугласа Бреша (Douglas Brash) і його колег до меланину, тому самому пігменту, чиє завдання - поглинати УФ-промені. Саме від нього, як з'ясувалося, залежить «тіньовий» освіту зшитих пар нуклеотидів. Причому така реакція має місце не тільки в меланоцитах, які синтезують пігмент, але і в кератиноцитах, які складають основну масу епідермісу шкіри і які отримують пігмент від меланоцитів. У статті в Science автори пишуть, що обидва види меланіну, і еумеланін (коричневий), і феомеланин (жовтий), провокували зшивання нуклеотидів, причому жовтий меланін ушкоджував ДНК сильніше. Світла форма пігменту домінує у рудоволосих людей (меланін забарвлює не тільки шкіру, але і волосся, і райдужну оболонку ока), які за статистикою більше схильні до раку шкіри. Про те ж говорять і досліди з мишами, чиї клітини синтезували переважно жовтий меланін - і ось тепер цим фактом знайшлося молекулярне пояснення.

Меланін діє не поодинці. Сонячне світло, долітає до земної поверхні, несе в собі УФ-випромінювання, яке можна розділити на довгохвильове та середньохвильове (або ультрафіолет типу А і типу В). І те, і інше стимулює ферменти, які виробляють вільні кисневі і азотні радикали - молекули, що відрізняються високою реакційною здатністю, які хімічним шляхом переводять меланін в збуджений стан. По суті, енергія фотона ультрафіолету переходить в молекулу пігменту в Темнова процесі, і тепер цей накачаний енергією меланін може піти в ядро ​​і зшити нуклеотиди в ДНК, спровокувавши мутацію.

Результати, отримані в експериментах на мишах, підтвердилися в дослідах на культурі меланоцитів людини. Образно кажучи, вільні радикали і меланін створюють запас небезпечної енергії ультрафіолету в шкірі, так що його дія триває навіть тоді, коли ви пішли з відкритого сонця. Виходить, що той пігмент, який захищає нас від ультрафіолету, в той же час сприяє пошкодження ДНК.

Насправді, перші дані про те, що характерні нуклеотидні зшивання в ДНК утворюються навіть за відсутності УФ-випромінювання, були отримані ще в 1971 році. Але згодом все так захопилися прямим впливом ультрафіолету, що про «тіньовий» ефект трохи забули. Так що, напевно, більш справедливо було б говорити, що нові експерименти не стільки відкрили цей феномен, скільки знайшли йому більш-менш детальне пояснення. Меланоми відносяться до наиболе агресивним видам пухлин, і хотілося б сподіватися, що в найближчому майбутньому вдасться знайти спосіб знешкоджувати високоактивний пігмент або запобігати його появі. Можливо, доведеться ще раз звернутися до старих добрих антиоксидантів - адже, як було сказано, кисневі радикали відіграють не останню роль в активізації меланіну.