Секрет рудих котів нарешті розкрито після 60 років пошуків

Генетики пояснили, звідки береться рудий відтінок шерсті.

Після 60 років пошуків генетики нарешті ідентифікували ген, що відповідає за руде забарвлення домашніх котів.

Про це пише Science.

Дві незалежні групи дослідників з'ясували, що будь-який вогняний відтінок шерсті чотирилапих, швидше за все, є результатом відсутності сегмента ДНК у небілковій частині котячого геному.

"Це була генетична загадка, головоломка", - сказав генетик зі Стенфордського університету Грег Барш.

Барш і його колеги виявили, що клітини шкіри котів, з яких проростає руда шерсть, експресують у 13 разів більше РНК гена під назвою Arhgap36, ніж клітини шкіри котів без рудої шерсті.

Очікуючи, що білок, який кодує ділянку надпродуктивного гена Arhgap36, мутував, дослідники були здивовані, коли виявили, що послідовність, яка передує йому, містить делецію, яка, ймовірно, впливає на решту експресії гена.

Видалення в 5 кілобазах було присутнє у кожного рудого кота, якого дослідники вивчили з бази даних 188 котів, що містила 145 рудих, 6 ситцевих/тортухових і 37 нерудих котів.

Один результат не став несподіванкою. Як і передбачалося, мутований ген розташований на Х-хромосомі котів, що пояснює, чому рудий колір так по-різному проявляється у представників різних статей. Більшість рудих котів – самці, в той час як у більшості кішок із рудою шерстю з'являються клаптеві плями різних кольорів.

"У сукупності ці спостереження надають переконливі генетичні та геномні докази того, що делеція 5 кб спричиняє зчеплений зі статтю рудий колір", - пишуть Барш і його команда в своїй статті.

Відтоді, як люди почали співжиття з котами майже 10 000 років тому, було цікаво, що чорний і рудий коти можуть бути батьками несподіваних забарвлень кошенят. Кошенята-самці від цієї пари здебільшого або рудими, або чорними, як і слід було очікувати. Але кошенята-самиці можуть мати клаптеве забарвлення з чорного, помаранчевого та білого, або ж помаранчеве забарвлення черепашачого панцира, розкидане чорним хутром.

Обидві команди підтвердили, що мутація, відповідальна за руду шерсть, розташована в Х-хромосомі, і саме тому між статями можуть з'являтися такі чіткі відмінності в кольоровому візерунку.

На відміну від самців, які мають лише одну копію цієї мутації на своїй єдиній Х-хромосомі, самиці мають дві копії, по одній на кожній Х-хромосомі, яку вони отримують від кожного з батьків.

Самці випадковим чином інактивують одну з двох Х-хромосом у кожній клітині, щоб уникнути експресії надлишку продуктів хромосоми. Це призводить до того, що самиці рудих кошенят мають активну мутацію в деяких клітинах шкіри, що розвиваються, поруч із сусідніми клітинами, в яких Х-хромосома з мутованим геном деактивована.

У рідкісних випадках, коли обидві Х-хромосоми несуть мутацію, самиця перетворюється на пухнасту вогняну кулю, таку ж руду, як і будь-який самець.

Руді коти мають кумедну репутацію не найяскравіших представників свого виду. Якщо не брати до уваги анекдоти, такий зв'язок між забарвленням кошеняти і його пізнавальними здібностями науково не підтверджений, і немає жодних очевидних негативних наслідків цієї мутації для здоров'я чи психічного благополуччя.

Відомо, що Arhgap36 спричиняє проблеми з розвитком у інших тварин, коли він надмірно або недостатньо функціонує. Але, схоже, у рудих котів ген надмірно експресується лише в пігментних клітинах, що розвиваються та дозрівають – меланоцитах.

"Різниця між черепаховими і ситцевими котами полягає в наявності додаткової мутації білої плямистості у ситцевих, яка впливає на здатність меланоцитів, що розвиваються, виживати, коли вони мігрують від нервового гребеня, дозволяючи клонам меланоцитів, які виживають, поширюватися в більшій області тіла", - пояснюють Барш і його колеги.

Друге дослідження, проведене під керівництвом генетика з Університету Кюсю Хідехіро Тох, також ідентифікувало Arhgap36 як ген рудої шерсті котів. Вони виявили, що більша експресія цього гена пригнічує гени кольорових пігментів, змінюючи коричневі та чорні пігменти еумеланіну на червонувато-жовті пігменти феомеланіну.