Наконец-то найден ген, отвечающий за рыжий окрас у кошек

Две исследовательские группы независимо друг от друга нашли у кошек мутацию, которая влияет на цвет шерсти уникальным способом, ранее не встречавшимся у животных, сообщает служба новостей Science.

Черепаховые и трехцветные кошки, рождающиеся от черных и рыжих родителей, как правило, женского пола, это предполагает, что вариант гена, определяющий рыжий или черный окрас, находится на X-хромосоме. Самцы, рожденные от таких связей, обычно однородного цвета, поскольку наследуют лишь одну из X-хромосом своих родителей. Но кошки-самки наследуют X-хромосомы от обоих. В процессе эмбрионального развития каждая клетка случайным образом выбирает, какую X-хромосому активировать, а другую свертывать в неактивный комок — это явление называется «инактивацией X-хромосомы».

В результате шерсть черепаховых кошек состоит из черных и рыжих пятен в зависимости от того, какая хромосома была инактивирована в данной области кожи. У трехцветных кошек добавляетсят белая шерсть благодаря дополнительному генетическому механизму, отключающему выработку пигмента в некоторых клетках.

У большинства млекопитающих, включая человека, рыжие волосы получаются из-за мутаций в поверхностном белке клеток Mc1r, который определяет, будут ли меланоциты производить темный пигмент или светлый, желтовато-красный пигмент в коже или волосах. Однако ген, кодирующий Mc1r, похоже, не объясняет происхождение рыжей шерсти у кошек, поскольку он не расположен на X-хромосоме, и большинство рыжих котов не имеют мутаций Mc1r. Это была генетическая загадка.

Чтобы разгадать ее, авторы нового исследования, вышедшего на сервере препринтов bioRxiv, собрали образцы кожи у четырех рыжих и четырех не рыжих эмбрионов в клиниках стерилизации животных. Для определения генов, которые экспрессировали отдельные клетки кожи, исследователи измерили количество РНК, производимого меланоцитами, и определили закодированные ею гены. Они обнаружили, что меланоциты рыжих кошек вырабатывают РНК в 13 раз больше в результате работы гена Arhgap36. Поскольку ген расположен на X-хромосоме, команда пришла к выводу, что нашла ключ к рыжему окрасу.

Но в генетической последовательности у рыжих кошек не было мутации, специально кодирующей белок Arhgap36, а просто отсутствовал участок ДНК, который мог бы регулировать его производство. Просмотрев базу данных из 188 геномов кошек, авторы обнаружили, что у всех рыжих, трехцветных и черепаховых кошек была одна и та же мутация.

В другом исследовании, тоже опубликованном на bioRxiv, эти открытия были подтверждены. Исследование японских ученых выявило такой же генетический вариант геномах 262 диких и домашних кошек. Оранжевые пятна на коже трехцветных кошек содержали больше РНК Arhgap36, чем черные или коричневые.

Обе группы также обнаружили, что увеличение количества Arhgap36 в меланоцитах активизирует молекулярный путь, заставляющий клетки производить светлый красный пигмент. Ранее никто не знал, что Arhgap36 может влиять на окраску кожи или шерсти: он участвует во многих аспектах эмбрионального развития.

Где и когда впервые появилась мутация пока неизвестно, но есть некоторые свидетельства, что некоторые мумифицированные египетские кошки были рыжими.