MC1R (melanokortiini 1 -reseptori) on proteiini .
Yhden pro- opiomelanokortiinin (yleensä alfa-melanosyyttejä stimuloivan hormonin ) hajoamistuotteen vaikutuksesta MC1R käynnistää monimutkaisen signaalisarjan, joka johtaa mustan tai ruskean eumelaniinin tuotantoon . Useimmissa nisäkkäissä tätä signaalia voidaan muuttaa sitomalla toinen proteiini MC1R:ään. Agouti-signaaliproteiini (Asip) estää MC1R-vuorovaikutuksen. alfa-melanosyyttejä stimuloivan hormonin kanssa, mikä johtaa punaisen tai keltaisen feomelaniinin tuotantoon . Signaalin sykkivä luonne Agoutin kanssa MC1R:n kautta. johtaa tyypillisen agouti-värin (vuorottelevat keltaiset ja mustat raidat hiuksissa) kehittymiseen useimmissa nisäkkäissä. Joissakin lajeissa agoutin eritys ei ole sykkivää; se ei muutu ajan myötä, vaan riippuen kehon alueesta. Tämä on erityisen havaittavissa hevosilla, joilla jalkojen, hännän ja harjan väri on musta ja runko punertava. Poikkeuksena ovat ihmisen hiukset, joiden väriin Agouti-proteiini ei vaikuta.
Kylmäverisillä eläimillä, kuten kaloilla, sammakkoeläimillä ja matelijoilla, Mc1r suorittaa hieman erilaisia tehtäviä kuin nisäkkäillä. Niissä α-melanosyyttejä stimuloivan hormonin (α-MSH) aktivoitumisen seurauksena Mc1r:n vaikutuksesta alkaa eumelaniinin vapautuminen, joka täyttää melanosomit sisäisten pigmenttisolujen, joita kutsutaan melanoforeiksi , kautta .
Tämä antaa eläinten iholle tumman värin ja ilmenee usein mielialan tai ympäristöolosuhteiden muutoksina. Mc1r havaitsee tällaiset fysiologiset värimuutokset, joka on adaptiivisen suojaavan värin pääindikaattori. Mc1r:iin liittyvän Asipin rooli tämän ympäristöön sopeutumisen säätelyssä on epäselvä, mutta kaloissa (jotka kuuluvat teleostei-infraluokkaan) toiminnallisen antagonismin tarjoaa melaniinia keskittyvä hormoni. Tämä signaali kulkee reseptorien kautta melanosomiryhmään kohti pientä vyöhykettä melanoforien keskellä, mikä johtaa vaaleampiin eläimiin. Pääjalkaiset luovat samanlaisia, vieläkin värikkäämpiä pigmenttivaikutuksia käyttämällä lihaksia supistamaan ja rentouttamaan kromatoforiaan nopeasti . Mc1r ei näytä roolia näiden selkärangattomien nopeassa ja värikkäässä värinmuutoksessa.
Mc1r-geenin ilmentymistä säätelee mikroftalmiaan liittyvä transkriptiotekijä. Mc1r-mutaatioiden seurauksena voi syntyä reseptori, joka lähettää jatkuvasti signaalia, vaikka sitä ei stimuloida; muut mutaatiot johtavat heikentyneeseen reseptoriaktiivisuuteen.
Normaalin Mc1r:n alleelit ovat hallitsevia ja enimmäkseen periytyviä, mikä johtaa mustaan turkin väriin, kun taas viallisen Mc1r:n alleelit ovat resessiivisiä, mikä johtaa vaaleaan turkin väriin eläimessä. Monissa eläinlajeissa on rekisteröity muunnelmia Mc1r-virheestä, joka liittyy ihonvärin mustaan, punaiseen, keltaiseen väriin.
Tutkimukset ovat osoittaneet, että yli 80 prosentilla punatukkaisista tai vaaleaihoisista ihmisistä on Mc1r-geenin toimintahäiriöinen variantti. Tämä löytö herätti kiinnostuksen tutkia, miksi punaiset hiukset ja vaalea iho on laajalti levinnyt Pohjois-Euroopan ihmispopulaatioiden keskuudessa, erityisesti Isossa-Britanniassa ja Irlannissa.
"Afrikkalainen" hypoteesi viittaa siihen, että nykyihmiset syntyivät Afrikasta ja muuttivat sitten pohjoiseen asuttaen Euroopan ja Aasian. Tämä on todennäköisin versio, koska siirtolaisilla on aktiivinen Mc1r, ja vastaavasti heillä on tumma iho ja tummat hiukset (kuten alkuperäisafrikkalaisilla). Samaan aikaan pohjoiseen muuton kanssa ihon tummaa väriä ylläpitävän luonnollisen valinnan vaikutus väheni, koska auringon säteily väheni. Niinpä muutoksia Mc1r:ssä alkoi ilmaantua ihmispopulaatiossa, mikä johti joidenkin eurooppalaisten ihon vaalenemiseen ja hiusten vaalenemiseen.
Lisätutkimukset eivät ole vahvistaneet positiivisen valinnan olemassaoloa Mc1r:n muutoksissa. Sen sijaan korkean säteilyaltistuksen puute Pohjois-Euroopassa on helpottanut luonnollisen valinnan painetta Mc1r-aktiivisuuteen, jolloin sitä koodaava geeni on muuntunut toimintahäiriöiseksi muunnelmaksi, jota ilman geenien ajautuminen alkaa .
Syitä epätavallisen suureen määrään toimintahäiriöitä Mc1r-variantteja tietyssä ihmispopulaatiossa ei vielä tunneta, vaikka on ehdotettu, että vaaleat hiukset syntyvät seksuaalisen valinnan avulla .
McGill Universityn (Montreal, Kanada) tutkijoiden viimeaikaiset kokeet punakeltaisilla hiirillä ja punatukkaisilla ihmisillä, joilta puuttuu Mc1r, osoittavat, että molemmilla tämän genotyypin organismeilla on vähentynyt herkkyys kivuliaille ärsykkeille ja lisääntynyt herkkyys kipulääkkeille ja morfiinia sisältäville aineille.
Tämä työ osoittaa Mc1r:n roolin pigmenttisolujen ulkopuolella. Mutta kipuherkkyyttä säätelevän proteiinin vaikutusmekanismia ei vielä tunneta.