Стало известно, откуда у кошек берутся полоски на шерсти
Команда из Института биотехнологий HudsonAlpha в Хантсвилле, штат Алабама, под руководством генетика Грегори Барша нашла ответ, как дикие и домашние кошки приобретают полоски на шести. Об этом сообщает журнал Science.
Ранее биологи определили, что клетки волосяных фолликул являются источником черного, коричневого, желтого и красного пигментов, окрашивающих волосы или мех. Но когда и где происходит установление цветового рисунка оставалось неизвестным.
В 1952 году пионер вычислительной техники Алан Тьюринг предположил, что молекулы, которые ингибируют и активируют друг друга, могут распространяются через ткани с разной скоростью, создавая повторяющиеся структуры. В 80-х годах другие ученые применили его теорию, чтобы развить гипотезу о том, как образуются цветовые узоры. В этой схеме молекулы активатора окрашивают клетку, но также запускают производство ингибиторов, которые распространяются быстрее и могут остановить выработку пигмента.
В прошлом году идея была подтверждена на растениях, называемых обезьяньими цветами. Исследователи выяснили, что темные крапинки на лепестках окружает непигментированная ткань по мере распространения ингибиторов.
Команда Грегори Барша из Института биотехнологий HudsonAlpha обратилась к домашним кошкам, чтобы определить молекулярные активаторы и ингибиторы окраски шерсти. Десять лет назад они обнаружили ген, который при мутации дает полосатым кошкам черные пятна вместо темных полос.
Генетик из HudsonAlpha Кристофер Келин обнаружил ту же мутацию у королевских гепардов. Их пятна были необычно большими, поэтому ученый предположил, что одни и те же гены окрашивают как диких, так и домашних кошек.
Чтобы увидеть, какие еще гены и их мутации действуют во время развития, Келин и его коллега Келли Макгоуэн несколько лет собирали отбракованные ткани из клиник, стерилизующих бездомных кошек, зачастую беременных. Они заметили временное утолщение кожи у эмбрионов на 28-й или 30-й дни жизни там, где позднее появляются полосы.
Dkk4 – известный ингибитор передачи сигналов Wnt, который определяет судьбу клеток и стимулирует их рост во время развития. Ученые обнаружили, что у домашних кошек Wnt и Dkk4, соответственно, являются активатором и ингибитором. В темной коже они существуют примерно в равных количествах. Но в светлой более быстро движущийся белок Dkk4, скорее всего, отключает Wnt, прекращая производство пигментов и тем самым генерируя полосы.
Команда Барша обнаружила, что цветовой узор у кошек и, возможно, других млекопитающих устанавливается задолго до появления волосяных фолликулов, предполагая, что ранние цветовые узоры могут определять пигментацию волосяных фолликулов.
То, что простое взаимодействие между хорошо известными молекулами может объяснить разнообразие окраски шерсти у млекопитающих, является примером бережливости природы, заявил биолог из Рослинского института в Шотландии Денис Хедон. «Это предполагает, – подчеркнул ученый, – что одни и те же молекулы и пути могут быть повторно использованы для формирования паттернов очень разных структур и в очень разных масштабах, чтобы создать сложные элементы анатомии позвоночных».
Фото: Shtutterstock
В собственном теле можно найти даже следы кенгуру
Анализ ДНК показал, как одомашненные кошки захватили мир и кто им в этом помог