機能
哺乳類の体色 MC1Rタンパク質は細胞膜 内に存在し、下垂体から放出される メラノサイト刺激ホルモン （MSH）によってシグナル伝達される。[ 10 ] シグナル伝達カスケードを開始し、ユーメラニンの生成につながる。一方、この受容体は アグーチシグナルペプチド （ASIP）によっても拮抗され、細胞は黄色または赤色のフェオメラニンを生成する状態に戻る。
ほとんどの哺乳類の毛に見られる黄色と黒のアグーチ模様は、MC1Rを介したASIPシグナル伝達の拍動性によって引き起こされます。例外として、赤みがかった体と黒い脚、たてがみ、尾を持つ斑模様の鹿毛 があり、これらの馬ではASIPシグナル伝達は拍動するのではなく、特定の領域に限定されています。縞模様も斑模様もないヒトの毛髪は、MC1Rを介したα-MSHシグナル伝達のみによって制御されていると考えられています。
ヒトにおける赤毛 の有病率は世界中で大きく異なります。米国では、人口の約25%が赤毛の原因となる変異したメラノコルチン1受容体を持っています。4人に1人が保因者であるため、2人の間に赤毛の子供が生まれる確率は約2%（64人に1人）です。[ 11 ] [ 12 ] [ 13 ]
開発におけるいくつかの役割 Gタンパク質共役受容体は細胞内で シグナル伝達を 活性化することが知られているため、MC1Rが発達に関与していることは驚くべきことではないはずです。細胞レベルでの一例として、MC1Rによるシグナル伝達を阻害すると、赤血球形成が 多染性赤血球段階（図中のpoly-E）から正染性赤血球段階（図中のortho-E）へと進行しなくなりました。[ 19 ] 抗体が エリスロポエチン によるSTAT5 のリン酸化を阻害し、MC2RとMC5Rも関与していることがモデルで示されていると示されました。
MC1R欠損症と変形性関節症 組織レベルでの一例として、マウスの膝関節 の関節軟骨 の正常および病理的発達におけるMC1Rの関与が示された。[ 20 ]
他の生物では ゼブラフィッシュの MC1Rは、明るい環境（下）と比較して、暗い環境（上）への曝露に対する魚類の色素胞 の応答を媒介する。MC1Rは、魚類、両生類、爬虫類などの変温動物 では、やや異なる機能を持つ。これらの動物では、α-MSHによるMC1Rの活性化により、色素細胞（メラノフォア と呼ばれる）の内部全体にユーメラニンが詰まったメラノソーム が分散する。これにより、動物の皮膚はより濃い色になり、気分や環境の変化に応じて起こることが多い。このような生理的な体色の変化は、MC1Rが適応的な隠蔽体色 の重要なメディエーターであることを示唆している。この適応の調節におけるASIPのMC1Rへの結合の役割は不明であるが、少なくとも硬骨魚類では、メラニン濃縮ホルモン によって機能的な拮抗作用がもたらされる。このホルモンは受容体を介してメラノソームをメラノフォアの中心の小さな領域に凝集させるシグナルを送り、その結果、動物の全体的な外観が明るくなる。[ 29 ] 頭足類は、筋肉を使って色素 胞を 素早く伸ばしたり緩めたりすることで、同様の、ただしより劇的な色素効果を生み出します。MC1Rは、これらの無脊椎動物 に見られる急速で劇的な色の変化には関与していないようです。
色素沈着の遺伝学 MC1R 遺伝子の発現は、 小眼球症関連転写因子 （MITF）によって制御されています。[ 30 ] [ 31 ] MC1R 遺伝子の変異は、刺激を受けていないときでも常にシグナルを送る 受容体 を作り出すか、受容体の活性を低下させるかのいずれかです。構成的に活性なMC1Rの対立 遺伝子は 優性 遺伝し、黒い毛色をもたらしますが、機能不全のMC1Rの対立遺伝子は 劣性遺伝 し、明るい毛色をもたらします。[ 32 ] 多数の動物種 において、黒、赤/黄、白/クリーム色の毛色に関連するMC1R の変異が報告されています。
血縁関係のないイギリス人とアイルランド人を対象とした研究では、赤毛や色白で日焼けしにくい人の80%以上がMC1R 遺伝子の機能不全変異を持っていることが示されました。これは、茶色や黒髪の人では20%未満、日焼け反応が良い人では4%未満であるのと比較されます。[ 12 ]
Asp294His (rs1805009) はMC1R 遺伝子の 単一ヌクレオチド多型 (SNP)であり、赤毛 と明るい肌タイプに関連しています。 [ 12 ] [ 46 ] [ 26 ] Arg151Cys とArg160Trp も赤毛に関連しています。
アフリカ起源 説は、現代人類がアフリカで生まれ、北へ移動してヨーロッパとアジアに広がったと提唱している。これらの移住者は、おそらく機能的なMC1R 変異体を持っており、それゆえ、今日のアフリカ先住民に見られるような黒い髪と肌を持っていたと考えられる。人類が北へ移動するにつれて、北ヨーロッパとアジアでは太陽放射 のレベルが高くなかったため、活性MC1Rに対する 選択圧が 緩和され、生殖上のペナルティなしに機能不全変異体に突然変異し、遺伝的浮動 によって伝播したと考えられる。[ 47 ] MC1R Arg163Gln 対立遺伝子は東アジアで高頻度で存在し、東アジア集団における明るい肌の進化の一部である可能性がある。[ 48 ] ヨーロッパではMC1R 対立遺伝子の正の選択 の証拠は知られておらず[ 49 ] 、 MC1R の機能不全変異体の出現とヨーロッパ集団における明るい肌の進化との関連性の証拠もない。ヨーロッパ人と東アジア人の肌の色が明るくなるのは、収斂進化 の一例である。[ 50 ]
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