Обнаружен ген, который делает шерсть кошек рыжей
Ген Arhgap36, отвечающий за рыжий окрас шерсти кошек, был обнаружен американскими учеными. По их мнению, это тот же ген, который влияет на ситцевый или черепаховый цвет меха. Таковы выводы, полученные в рамках двух независимых исследований, 1 декабря опубликованы в журнале bioRxiv.
Исследования проводились учеными из Стэнфордского университета и Университета Кюсю соответственно.
Эксперты объясняют, что рыжий окрас шерсти, встречающийся преимущественно среди самцов, является странностью кошачьей генетики, которая также объясняет, почему почти все черепаховые и ситцевые кошки, имеют трехцветный окрас, — это самки.
Более 60 лет ученые пытались объяснить эти любопытные совпадения. Две исследовательские группы выявили мутацию белка, который влияет на цвет шерсти так, как никогда раньше не наблюдалось у других животных. Поскольку разноцветные кошки, рожденные от черных и оранжевых родителей, чаще всего бывают самками, можно предположить, что гены, связанные с окраской шерсти, находится в Х-хромосоме.
Когда рождаются котята мужского пола, они обычно одноцветные. У большинства млекопитающих, включая человека, рыжие волосы вызваны мутациями белка клеточной поверхности Mc1r, который определяет, производят ли клетки кожи, называемые меланоцитами, темный пигмент или более светлый красно-желтый пигмент в коже или волосах. Мутации, которые делают Mc1r менее активным, приводят к тому, что меланоциты блокируют выработку светлого пигмента. Однако у большинства оранжевых кошек нет мутаций гена Mc1r.
«Это была генетическая загадка, — рассказывает Грег Барш из Стэнфордского университета и руководитель первой исследовательской группы, — и на протяжении десятилетий мы задавались этим вопросом».
Авторы собрали образцы кожи у четырех пометов оранжевых и четырех кошек другого окраса в стерилизационных клиниках. Ученые измерили, сколько РНК производит каждый меланоцит, и определили ген, который он кодирует. Они обнаружили, что меланоциты рыжих кошек производят в 13 раз больше РНК от Arhgap36. Этот ген расположен в Х-хромосоме, но на самом деле он не связан с конкретной мутацией у экземпляров оранжевого цвета. Напротив, у этих кошек отсутствовал близлежащий участок ДНК, который не влиял на аминокислотные компоненты белка, но мог участвовать в регулировании количества продукции клетки.
Изучив базу данных, содержащую 188 геномов кошек, команда Барша обнаружила, что каждая оранжевая, ситцевая и черепаховая кошка имела одну и ту же мутацию.
Во второй статье ученые из Университета Кюсю обнаружили одну и ту же генетическую делецию у 24 диких и домашних кошек из Японии, а также в 258 геномах кошек, собранных со всего мира.
В то же время исследователи под руководством Хироюки Сасаки обнаружили, что ситцевый мех связан с более высоким уровнем РНК Arghap36 в оранжевых регионах, чем в коричневых или черных регионах.
Эксперты отмечают, что в моделях человека, мыши и кошки гены Arhgap36 приобретают химические изменения, которые их подавляют на одной из двух Х-хромосом у самок, что позволяет предположить, что ген подвержен инактивации, поскольку увеличение количества Arhgap36 в меланоцитах активирует молекулярный путь, который заставляет клетки вырабатывать светло-красный пигмент независимо от того, был ли MC1r активен или нет.
До сих пор Arhgap36 никогда не был связан с цветом волос, но был связан с эмбриональным развитием.
«Паттерн инактивации Arhgap36 у ситцевых и черепаховых кошек, — резюмирует Браун, — типичен для гена на Х-хромосоме, но делеционная мутация делает ген более активным — это необычно. Наверное, в кошках есть что-то особенное. Нам любопытно встретить следующие вызовы и ответить на следующие вопросы».
