Study peels back details on mammalian keratin genes and adaptation to living on land or sea

Onderzoek van professor Leopold Eckhart van de Medische Universiteit Wenen en collega's, gepubliceerd in Molecular Biology and Evolution, brengt de moleculaire en evolutionaire oorsprong in kaart van aanpassingen in huideiwitten bij zoogdieren die op het land of in zee leven. Het onderzoeksteam bracht in kaart welke van de tientallen zoogdier-keratinegenen nodig zijn voor het leven op land of in zee; de producten van deze genen vormen de bouwstenen van het cytoskelet in huidcellen (keratinocyten), die een strakke barrière tussen het lichaam en de buitenwereld handhaven. Bij terrestrische zoogdieren is de epidermis, de buitenste huidlaag, afhankelijk van verschillende keratines om zowel de barrière met de omgeving te handhaven als de epidermis te regenereren bij wondheling.

Het onderzoek stelt dat volledig aquatische zoogdieren voortdurend het regeneratieprogramma van de epidermis gebruiken en daardoor slechts één van de twee sets epidermale keratines nodig hebben. De epidermis van dolfijnen is ongeveer 50 keer dikker dan de normale menselijke epidermis, waarbij de keratines K1, K2 en K10 verloren zijn gegaan en vervangen zijn door K6 en K17. Zowel de verdikking van de epidermis als de sleutelrol van K6 en K17 worden ook gezien bij wondgenezing van de menselijke huid en in laesionale huid van patiënten met psoriasis, waarbij nog onbekende genetische factoren huidcellen zouden aanzetten tot het evolutionair oude wondgenezingsprogramma van de epidermis.

De onderzoekers ontdekten tevens een eerder onderschatte complexiteit in de epidermale keratinesamenstelling door alternatieve splicing van keratine K10-mRNA en aanpassingen in keratine-gensets bij terrestrische zoogdieren, terwijl een volledige remodellering van het keratine-cytoskelet alleen is opgetreden bij volledig aquatische zoogdieren.