メラニン

メラニン
ユーメラニンの考えられる構造
材質タイプ	異種バイオポリマー

メラニン( / ˈ m ɛ l ə n ɪ n / ^ⓘ ;古代ギリシャ語 μέλας(mélas) 「黒い、暗い」に由来) は、オリゴマーまたはポリマーとして編成された生体分子、他の機能とともに、生物の色素を。^[1]メラノサイトと呼ばれる特殊な細胞群で生成されます。

メラニンには、ユーメラニン、フェオメラニン、ニューロメラニン、アロメラニン、ピオメラニンの5つの基本的なタイプがあります。 ^{[2]メラニンは、}メラニン生成と呼ばれる多段階の化学プロセスによって生成され、アミノ酸チロシンの酸化に続いて重合が起こります。フェオメラニンは、ポリベンゾチアジン部分を含むシステイン化された形態であり、一部の皮膚や髪の色の赤や黄色の色合いに主に関係しています。ニューロメラニンは脳内に存在します。パーキンソン病などの神経変性疾患の治療におけるその有効性を調査する研究が行われています。^[3]アロメラニンとピオメラニンは、窒素を含まないメラニンの2つのタイプです。

哺乳類の表皮と毛髪に見られる表現型の色の変化は、主に検査した組織中のユーメラニンとフェオメラニンのレベルによって決まります。平均的な人間では、ユーメラニンは表皮や網膜色素上皮などの光保護を必要とする組織に多く含まれています。^[4]健康な被験者では、表皮メラニンは紫外線曝露と相関関係にあり、網膜メラニンは加齢と相関関係にあることがわかっており、生後10年と90年の間にレベルが2.5倍減少します。^{[5]これは、}リポフスチン依存性経路を介して生成される活性酸素種によって媒介される酸化分解によるものと考えられています。^[6]アルビノや色素沈着がない場合、ヒトの表皮には約74%のユーメラニンと26%のフェオメラニンが含まれており、肌の色調にはほとんど関係なく、ユーメラニン含有量は71.8～78.9%、フェオメラニン含有量は21.1～28.2%の範囲です。 [ ^7]表皮中の総メラニン含有量は、アルビノ表皮組織では約0 μg/mg ^[8]から、より暗い色の組織では10 μg/mgを超えます。^[9]

人間の皮膚では、紫外線にさらされることでメラニン生成が始まり、皮膚が黒くなります。ユーメラニンは効果的な光吸収剤で、吸収した紫外線の99.9%以上を消散させることができます。^[10]この特性により、ユーメラニンはUVAおよびUVBの放射線によるダメージから皮膚細胞を保護し、葉酸枯渇や皮膚の劣化のリスクを軽減すると考えられています。紫外線への曝露は、メラノサイト（メラニン細胞）の癌である悪性黒色腫のリスク増加と関連しています。研究では、メラニンがより濃縮されている、つまり肌の色が濃い人の方が皮膚癌の発生率が低いことが示されています。^[11]

ユーメラニンには、 5,6-ジヒドロキシインドール(DHI) と5,6-ジヒドロキシインドール-2-カルボン酸(DHICA)に結合した 2 つの形態があります。DHI 由来のユーメラニンは暗褐色または黒色で不溶性であり、DHICA 由来のユーメラニンはより淡色でアルカリに可溶性です。両方のユーメラニンは、メラノソームと呼ばれる特殊な細胞小器官でのチロシンの酸化によって生成されます。この反応は、酵素チロシナーゼによって触媒されます。最初の生成物であるドーパキノンは、 5,6-ジヒドロキシインドール (DHI) または 5,6-ジヒドロキシインドール-2-カルボン酸 (DHICA) に変換できます。DHI と DHICA は酸化され、その後重合して 2 つのユーメラニンを形成します。^[12]

自然状態では、DHIとDHICAは共重合することが多く、さまざまなユーメラニンポリマーが生成されます。これらのポリマーは、淡黄色/赤色のフェオメラニンから淡褐色のDHICAに富むユーメラニン、暗褐色または黒色のDHIに富むユーメラニンまで、人間の皮膚や髪のさまざまなメラニン成分に寄与しています。これらの最終的なポリマーは、溶解性と色が異なります。^[12]

色素が濃い（フィッツパトリックV型およびVI型）皮膚を分析すると、DHI-ユーメラニンが最も多く（約60～70％）、次いでDHICA-ユーメラニンが25～35％、フェオメラニンはわずか2～8％であることがわかります。特に、日焼け中にDHI-ユーメラニンが豊富になる一方で、DHICA-ユーメラニンとフェオメラニンは減少します。^[12]他の色素がない状態で少量の黒色ユーメラニンがあると、白髪になります。他の色素がない状態で少量のユーメラニンがあると、金髪になります。^[13]ユーメラニンは皮膚や髪などに存在します。

フェオメラニン（またはフェオメラニン）は、黄色から赤みがかった色を帯びる。^[14]フェオメラニンは、唇、乳首、陰茎の亀頭、膣に特に集中している。^[15]髪の毛に含まれる少量のユーメラニン（通常は金髪になる）がフェオメラニンと混ざると、オレンジ色の髪になり、これは通常「赤毛」または「ジンジャー」ヘアと呼ばれる。フェオメラニンは皮膚にも存在するため、赤毛の人は皮膚もピンクがかった色合いになることが多い。皮膚を紫外線にさらすと、ユーメラニンと同様にフェオメラニン含有量が増えるが、髪の毛や皮膚内のフェオメラニンは光を吸収するのではなく、黄色から赤色の光を反射するため、紫外線曝露によるダメージが増加する可能性がある。^[16]

フェオメラニンの生成はシステインの利用可能性に大きく依存しており、システインがメラノソームに輸送され、ドーパキノンと反応してシスドーパを形成します。その後、シスドーパはフェオメラニンを形成する前にいくつかの変換を受けます。^[12]化学的には、フェオメラニンは、アミノ酸L-システインが存在する場合にDHIとDHICAの代わりに生成されるベンゾチアジンとベンゾチアゾールユニットをオリゴマー構造に組み込むという点でユーメラニンと異なります。 ^[17]

フェオメラニンはユーエマニンとは異なり、下等生物では稀であり^[18]、「四肢動物の系統における進化的革新」であると主張されている^[19]が、最近の研究では一部の魚類にもフェオメラニンが存在することが発見されている^{[20] 。}

ニューロメラニン（NM）は、脳内の特定のカテコールアミン作動性ニューロン群で生成される不溶性ポリマー色素です。ヒトは最も多くのNMを有し、他の霊長類ではより少量しか存在せず、他の多くの種では全く存在しません。 ^{[21]ヒトのNMは鉄などの}遷移金属やその他の潜在的に有毒な分子と効率的に結合することが示されていますが、生物学的機能は不明です。したがって、アポトーシスや関連するパーキンソン病において重要な役割を果たしている可能性があります。^[22]

1960年代まで、メラニンはユーメラニンとフェオメラニンに分類されていました。しかし、1955年に神経細胞に関連するメラニンであるニューロメラニンが発見されました。1972年には水溶性の形態であるピオメラニンが発見されました。1976年には、メラニンの5番目の形態であるアロメラニンが自然界で発見されました。^[2]

ペプチドメラニンはメラニンのもう一つの水溶性形態である。^{[23]これは}Aspergillus niger (株: melanoliber) 胞子の発芽によって周囲の培地に分泌されることがわかった。ペプチドメラニンは L-DOPA ユーメラニンと「コロナ」を形成する短いペプチドとの共重合体として形成され、これが物質の溶解性に関与している。ペプチド鎖はペプチド結合を介して L-DOPA コアポリマーにリンクされている。これにより、胞子形成中にプロテアーゼを介して形成されたチロシン化ペプチドの水酸化を伴う生合成プロセスが提案され、その後、成長中の L-DOPA コアポリマーに自動酸化的に組み込まれる。

硫黄の代わりにセレンでメラニンを濃縮することは可能です。このフェオメラニンのセレン類似体は、セレノシスチンを原料として化学的および生合成的経路で合成することに成功しました。^[24]セレンの原子番号が高いため、得られたセレノメラニンは、他の既知のメラニン形態と比較して、電離放射線に対するより優れた保護を提供することが期待できます。この保護は、ヒト細胞と細菌に対する放射線実験で実証されており、宇宙旅行への応用の可能性を開いています。^[25]

トリコクロム（以前はトリコシデリンと呼ばれていました）は、ユーメラニンやフェオメラニンと同じ代謝経路から生成される色素ですが、それらの分子とは異なり、分子量が低いです。一部の赤毛に存在します。^[26]

人間では、メラニンが肌の色を決定する主な要素です。メラニンは髪の毛、目の虹彩の下にある色素組織、内耳の血管条にも含まれています。脳では、メラニンを含む組織には髄質や、青斑などの脳幹の領域内にある色素含有ニューロンが含まれます。また、副腎の網状層にも存在します。^[18]

皮膚のメラニンは、表皮の基底層にあるメラノサイトによって生成される。一般的に、人間の皮膚には同程度の濃度のメラノサイトが存在するが、個人や民族によってはメラノサイトが生成するメラニンの量が異なっている。表皮のユーメラニン（74%）とフェオメラニン（26%）の比率は、色素沈着の程度にかかわらず一定である。^{[27]体内でメラニン合成がほとんどないか全くない人もおり、これを}アルビノ症と呼ぶ。^[28]

メラニンは小さな構成分子の集合体であるため、構成分子の割合や結合パターンが異なる多くの種類のメラニンが存在します。フェオメラニンとユーメラニンはどちらも人間の皮膚や髪に含まれていますが、ユーメラニンは人間の体内で最も豊富なメラニンであり、白皮症で最も欠乏しやすい形態でもあります。^[29]

メラニンは様々な生物において非常に多様な役割と機能を果たしている。メラニンの一種は、多くの頭足動物が捕食者に対する防御機構として用いるインク（頭足動物のインクを参照）を構成している。メラニンはまた、細菌や真菌などの微生物を、太陽からの紫外線や活性酸素種などの細胞損傷を伴うストレスから守る。メラニンはまた、高温、化学的ストレス（重金属や酸化剤など）、生化学的脅威（侵入する微生物に対する宿主防御など）による損傷からも保護する。^[30]そのため、多くの病原性微生物（例えば、真菌のクリプトコッカス・ネオフォルマンス）において、メラニンは宿主の免疫反応から微生物を守ることで、毒性と病原性において重要な役割を果たしていると思われる。無脊椎動物では、侵入する病原体に対する自然免疫防御システムの主要な側面にメラニンが関与している。感染後数分以内に微生物はメラニンに包まれ（メラニン化）、このカプセル形成中にフリーラジカル副産物が生成されることで微生物の死滅を助けると考えられています。^[31]放射性栄養菌と呼ばれるいくつかの種類の菌は、メラニンを光合成色素として利用してガンマ線を捕らえ^[32]、このエネルギーを成長に利用することができるようです。^[33]

魚類では、メラニンは皮膚だけでなく、目などの内臓にも存在します。ほとんどの魚種はユーメラニンを使用していますが、[ ^{34] [19] 、} Stegastes apicalisとCyprinus carpioは代わりにフェオメラニンを使用しています。^{[20] [35]}

鳥の暗い色の羽はメラニンによるもので、色素のない羽やカロテノイド色素を含む羽よりも細菌による分解がされにくい。^[36]また、メラニンを含む羽はメラニンを含まない羽よりも摩耗に39％耐性があり、これはメラニン顆粒が羽を形成するケラチン繊維の間の空間を埋めるのに役立つためである。 ^{[37] [38]}鳥のフェオメラニン合成は、抗酸化物質グルタチオン（GSH）の合成に必要な半必須アミノ酸であるシステインの消費を意味するが、食事中に過剰に摂取すると有毒になる可能性がある。実際、食事に高タンパク質を多く含む多くの肉食鳥は、フェオメラニンベースの色を示す。^[39]

メラニンは哺乳類の色素沈着にも重要な役割を果たしている。^[40]哺乳類の毛皮の模様はメラニンの分布を制御するアグーチ遺伝子によって決定される。 ^{[41] [42]}この遺伝子のメカニズムはマウスで広範囲に研究されており、哺乳類の毛皮の模様の多様性についての洞察を提供している。^[43]

節足動物のメラニンは層状に沈着し、交互に屈折率が変化するブラッグ反射体を形成することが観察されている。このパターンのスケールが可視光の波長と一致すると、構造色が生じ、多くの種に虹色を与える。^{[44] [45]}

クモ類はメラニンが容易に検出されない数少ないグループの1つですが、研究者はクモが実際にメラニンを生成することを示唆するデータを発見しました。^[46]

キバハリガを含むいくつかの蛾の種は、体温調節を強化するために資源をメラニンに変換する。キバハリガは広範囲の緯度に生息しているため、より北の集団ほどメラニン化率が高いことが観察されている。キバハリガの黄色と白色の雄の表現型の両方において、メラニンが多い個体は熱を閉じ込める能力が高まったが、警告信号が弱く効果が低いため捕食率が上昇した。^[47]

メラニンはショウジョウバエやマウスを非紫外線によるDNA損傷から守る。^[48]ショウジョウバエモデルにおける重要な研究には、Hopwood et al.（1985）がある。 ^[48]ガンマ放射線に対するメラニンの放射線防護効果に関する我々の理解の多くは、Irma Mosseの研究室や研究グループによるものである。^{[49] [50] [51] [52] [53] [54] [55] : 1151} Mosseはソビエト時代に放射線生物学を始め、チェルノブイリでの放射性栄養微生物の発見をきっかけに政府資金による支援が拡大し、2022年現在はベラルーシ遺伝学・細胞学研究所の下で研究を続けている。^[54]彼女の最も重要な貢献は、Mosse et al. , 2000 マウスに関する研究^{[49] [50] [51] [52] [53] [54] [55] : 1151}のほか、Mosse et al. , 1994、^[53] Mosse et al. , 1997、^[53] Mosse et al. , 1998、^[52] Mosse et al. , 2001、^[53] Mosse et al. , 2002、^{[52] [53]} Mosse et al. , 2006、^{[52] [53]} Mosse et al. , 2007 ^[53]および Mosse et al. , 2008. ^{[53]も含まれる。[アップデート]}

植物が生成するメラニンは、アルカリ溶融でカテコールを生成するため、「カテコールメラニン」と呼ばれることもあります。バナナなどの果物の酵素による褐変によく見られます。栗の殻のメラニンは、抗酸化剤や着色剤として使用できます。 ^[56]生合成では、チロシナーゼ型ポリフェノールオキシダーゼによってチロシンとカテコールアミンからインドール-5,6-キノンが酸化され、カテコールメラニンが形成されます。それにもかかわらず、多くの植物にはメラニンの生成を阻害する化合物が含まれています。^[57]

現在では、メラニンは単一の構造や化学量論を持たないことが分かっています。^[要出典]それでも、PubChemなどの化学データベースには構造式と経験式が含まれています。典型的には、3,8-ジメチル-2,7-ジヒドロベンゾ[1,2,3- cd :4,5,6 - c′d ′ ]ジインドール-4,5,9,10-テトロンです。これは、測定された元素組成とメラニンのいくつかの特性を説明する単一のモノマーと考えることができますが、自然界には見つかりそうにありません。^[58] Solano ^[58]は、この誤解を招く傾向は1948年の経験式に関する報告に由来していると主張していますが、^[59]その他の歴史的詳細は提供していません。

3,8-ジメチル-2,7-ジヒドロベンゾ[1,2,3-CD:4,5,6-c′d′]ジインドール-4,5,9,10-テトロン

名前
推奨されるIUPAC名 3,8-ジメチル-2,7-ジヒドロベンゾ[1,2,3- cd :4,5,6 - c′d ′ ]ジインドール-4,5,9,10-テトロン
識別子
CAS番号	8049-97-6
ケムスパイダー	4884931 はい
パブケム CID	6325610
プロパティ
化学式	Ｃ１８Ｈ１０Ｎ２Ｏ４
モル質量	318.288 グラムモル−1
密度	1.6～1.8 g/ cm3
融点	< −20 °C (−4 °F; 253 K)
沸点	450～550℃（842～1,022℉、723～823K）
特に記載がない限り、データは標準状態（25 °C [77 °F]、100 kPa）の材料に関するものです。 インフォボックス参照

ユーメラニンとフェオメラニンの生合成経路の第一段階はチロシナーゼによって触媒される。^[60]

チロシン→ DOPA →ドーパキノン

ドーパキノンは、 2つの経路でシステインと結合してベンゾチアジンとフェオメラニンを生成 することができる。

ドーパキノン + システイン → 5-S-システインドーパ → ベンゾチアジン中間体 → フェオメラニン

ドーパキノン + システイン → 2-S-システイニルドーパ → ベンゾチアジン中間体 → フェオメラニン

また、ドーパキノンはロイコドパクロムに変換され、さらに2つの経路を経てユーメラニンへと変換される。

ドパキノン → ロイコドパクロム →ドパクロム→ 5,6-ジヒドロキシインドール-2-カルボン酸 → キノン → ユーメラニン

ドパキノン → ロイコドパクロム → ドパクロム → 5,6-ジヒドロキシインドール →キノン→ ユーメラニン

詳細な代謝経路については、 KEGGデータベース (外部リンクを参照) を参照してください。

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  L-チロシン
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  L-ドーパ
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  L-ドーパキノン
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  L-ロイコドパクロム
• 
  L-ドパクロム

メラニンは褐色で、屈折性がなく、細かい粒状で、個々の粒の直径は800ナノメートル未満である。この点が、メラニンを、より大きく、塊状で、屈折性があり、緑色から黄色または赤褐色までの範囲の色を持つ一般的な血液分解色素と区別する。色素が濃い病変では、メラニンの密集した凝集体により組織学的詳細が不明瞭になることがある。過マンガン酸カリウムの希釈溶液は、効果的なメラニン漂白剤である。^[61]

眼皮膚白皮症にはおよそ 9 つのタイプがあり、そのほとんどは常染色体劣性疾患です。特定の民族では、さまざまなタイプの発生率が高くなっています。たとえば、最も一般的なタイプである眼皮膚白皮症 2 型 (OCA2) は、黒人アフリカ系の人々と白人ヨーロッパ人に特に多く見られます。OCA2 の人々は、通常肌が白いですが、OCA1 ほど青白くないことがよくあります。彼ら (OCA2 か OCA1 か? 履歴のコメントを参照) は、淡いブロンドから金色、ストロベリーブロンド、または茶色の髪をしており、最も一般的には青い目をしています。現代のヨーロッパ人の 98.7～100% は、非症候性眼皮膚白皮症の原因として知られている派生対立遺伝子SLC24A5のキャリアです。これは、皮膚、髪、目のメラニン色素の先天的な減少または欠如を特徴とする常染色体劣性疾患です。アフリカ系アメリカ人におけるOCA2の推定発生頻度は1万人に1人であるが、白人アメリカ人の3万6千人に1人という発生頻度とは対照的である。^[62]一部のアフリカ諸国では、この疾患の発生頻度はさらに高く、2千人に1人から5千人に1人の範囲である。^{[63]アルビニズムの別の形態である「黄色眼皮膚アルビニズム」は、主にスイス人とドイツ人の祖先を持つ}アーミッシュの間でより一般的であると思われる。この疾患のIB変異体を持つ人々は、出生時に白い髪と肌をしているのが一般的であるが、幼児期に急速に正常な皮膚の色素を発達させる。^[63]

眼白皮症は、目の色素だけでなく視力にも影響を及ぼします。白皮症の人の視力検査は通常、20/60 から 20/400 の範囲で悪くなっています。さらに、プエルトリコ系の人々に最も多く見られる 2 種類の白皮症は、メラノーマ関連の死亡率以外にも死亡率と関連しています。

白皮症と難聴の関係はよく知られているが、十分に理解されていない。1859年の論文『種の起源』で、チャールズ・ダーウィンは「全身が白く青い目をした猫は、一般的に耳が聞こえない」と述べている。^{[64]人間の場合、まれな}ワールデンブルグ症候群では、低色素症と難聴が同時に発生し、主に北米のホピ族に見られる。 ^[65]ホピ族の白皮症の発生率は、約200人に1人と推定されている。犬やげっ歯類など、他の哺乳類でも同様の白皮症と難聴のパターンが見つかっている。しかし、メラニンの合成に必要な酵素を欠いているほとんどの個体は、正常な聴覚機能を備えているため、メラニンの欠乏自体が低色素症に関連する難聴の直接の原因であるとは思われない。^[66]代わりに、内耳の血管条におけるメラノサイトの欠如が蝸牛障害を引き起こすが、^[67]その理由は完全には解明されていない。

パーキンソン病は神経運動機能に影響を及ぼす疾患で、ドーパミンおよびノルアドレナリンの色素性ニューロンが特異的に脱落する結果、黒質および青斑のニューロメラニンが減少します。その結果、ドーパミンおよびノルエピネフリンの合成が減少します。人種と黒質のニューロメラニン濃度の間に相関関係は報告されていませんが、黒人のパーキンソン病発症率が白人よりも著しく低いことから、「皮膚のメラニンが何らかの形で黒質のニューロメラニンを外部毒素から保護する役割を果たしているのではないかと考える人もいます。」^[68]

メラニン欠乏に加えて、酸化ストレス、光への曝露、メラノソームマトリックスタンパク質との関連の乱れ、pHの変化、金属イオンの局所濃度など、さまざまな要因によってメラニンポリマーの分子量が減少する可能性がある。眼のメラニンの分子量の低下または重合度の低下は、通常は抗酸化ポリマーを酸化促進剤に変えると考えられている。酸化促進状態のメラニンは、黄斑変性症や黒色腫の原因と進行に関与していると示唆されている。^{[69]パーキンソン病の重要な単剤療法薬で} あるラサギリンは、メラニン結合特性と黒色腫の腫瘍縮小特性を有する。^[70]

しかし、ユーメラニン レベルが高いと、ビタミン D 欠乏症になりやすいというだけでなく、不利になることもあります。肌の色が濃いことは、レーザーによるポートワイン ステイン除去を複雑にする要因です。レーザーは白い肌の治療には効果的ですが、一般的にアジア系やアフリカ系の人のポートワイン ステイン除去には効果がありません。肌の色が濃い人はメラニン濃度が高いため、レーザー照射が拡散して吸収され、標的組織による光吸収が阻害されます。同様に、肌の色が濃い人の場合、メラニンは他の皮膚疾患のレーザー治療を複雑にする可能性があります。

そばかすやほくろは、皮膚のメラニンが局所的に集中している部分に形成されます。これらは青白い肌と深く関連しています。

ニコチンはメラニン合成の前駆体として、あるいはメラニンと不可逆的に結合するため、メラニン含有組織との親和性がある。これが、色素の濃い人のニコチン依存度の増加と禁煙率の低下の原因であると示唆されている。 ^[71]

メラノサイトはメラニンの顆粒をメラノソームと呼ばれる特殊な細胞小胞に挿入する。これらは次にヒトの表皮のケラチノサイト細胞に運ばれる。各受容細胞のメラノソームは細胞核の上に蓄積し、太陽の紫外線の電離放射線によって引き起こされる突然変異から核DNAを保護する。一般に、祖先が赤道付近の地域に長期間住んでいた人々の皮膚には、より多くのユーメラニンが含まれている。これにより、彼らの皮膚は茶色または黒くなり、より明るい肌の人々にメラノーマを引き起こす可能性が高い太陽光への高レベルの曝露から保護される。^[72]

色素沈着の効果が全て有利なわけではない。色素沈着は暑い気候では熱負荷を増加させ、肌の黒い人は肌の白い人よりも太陽光から30%多く熱を吸収するが、この要因は発汗量の増加によって相殺される可能性がある。寒冷な気候では、肌の黒い人は放射による熱損失が大きい。色素沈着はビタミンDの合成も妨げる。色素沈着は熱帯地方の生命にとって完全に有利ではないと思われるため、その生物学的意義について他の仮説が提唱されている。例えば、寄生虫や熱帯病への適応によって引き起こされる二次的な現象などである。^[73]

初期の人類は、体毛が抜けて紫外線の影響が強まることに適応して、暗い色の肌を発達させた。無毛になる前、初期の人類は毛皮の下に他の霊長類に見られるような明るい色の皮膚があった可能性がある。^[74] 解剖学的に現代的な人類は、20万年から10万年前にアフリカで進化し、^[75]その後、8万年から5万年前に移住して世界の他の地域に広がり、一部の地域では特定の旧人類種（ネアンデルタール人、デニソワ人、およびおそらく他の種）と交雑した。 ^[76]最初の現代人は、今日のアフリカの先住民と同じように、より暗い色の肌をしていた。アジアとヨーロッパへの移住と定住の後、太陽からの放射がそれほど強くない地域では、暗い色の紫外線から保護する皮膚の選択圧が減少した。これが、現在の人間の肌の色の範囲になった。人間の青白い肌に関連することが知られている2つの一般的な遺伝子変異のうち、Mc1rは正の選択を受けていないようですが、 ^[77] SLC24A5は正の選択を受けています。^[78]

北方へと移住した人々と同様に、赤道方面に移住した肌の白い人々は、はるかに強い太陽放射に順応する。紫外線が弱い場合、自然はメラニンが少ないほうを選択する。ほとんどの人の肌は紫外線にさらされると黒くなり、必要なときにより保護されるようになる。これが日焼けの生理学的目的である。肌の黒い人は、肌を保護するユーメラニンをより多く生成するため、日焼けや、致命的な皮膚がんである黒色腫の発症、およびリボフラビン、カロテノイド、トコフェロール、葉酸などの特定のビタミンの光分解を含む、強い太陽放射への曝露に関連するその他の健康問題に対する保護力が高い。^[79]

目の虹彩と脈絡膜にあるメラニンは、紫外線や高周波可視光線から目を守るのに役立ちます。青、緑、灰色の目の人は、太陽に関連した目のトラブルのリスクが高くなります。さらに、眼の水晶体は加齢とともに黄色くなり、保護効果が高まります。しかし、水晶体は加齢とともに硬くなり、遠方から近方まで焦点を合わせるために形を変える能力である調節機能のほとんどが失われます。これは、紫外線曝露による タンパク質の架橋が原因と考えられます。

最近の研究では、メラニンは光保護以外の保護的役割も果たしている可能性が示唆されている。^[80]メラニンはカルボキシレート基とフェノール性水酸基を介して金属イオンを効果的にキレート化することができ、多くの場合、強力なキレート配位子であるエチレンジアミン四酢酸（EDTA）よりもはるかに効率的である。したがって、メラニンは潜在的に有毒な金属イオンを隔離し、細胞の残りの部分を保護する役割を果たす可能性がある。この仮説は、パーキンソン病で観察される神経メラニンの減少が脳内の鉄レベルの上昇を伴うという事実によって裏付けられている。

高度に架橋されたヘテロポリマーがマトリックス足場メラノプロテインに共有結合しているという証拠がある。 ^{[81]メラニンの}抗酸化剤としての能力は、その重合度または分子量に正比例すると提案されている。^[82]メラニンモノマーの効果的な重合のための最適条件が不十分な場合、分子量の低い酸化促進メラニンの形成につながる可能性があり、黄斑変性症および黒色腫の原因と進行に関係している。^[83] 網膜色素上皮（RPE）のメラニン形成をアップレギュレーションするシグナル伝達経路は、RPEによる桿体外節貪食のダウンレギュレーションにも関係している可能性がある。この現象は、黄斑変性症における中心窩温存に一部起因している。^[84]

色素が濃い黒色腫細胞のヤング率は約4.93kPaであるのに対し、色素が薄い細胞のヤング率は0.98kPaである。^[85]黒色腫細胞の弾力性は転移と増殖に非常に重要であり、色素が薄い腫瘍は色素が濃い腫瘍よりも大きく、はるかに容易に広がる。黒色腫腫瘍には色素細胞と色素が薄い細胞の両方が存在するため、薬剤耐性と転移性の両方がある可能性がある。^[85]