Почему у кошек бывает пёстрый окрас шерсти?

После шестидесяти лет напряженных генетических исследований, ученые, наконец, смогли расшифровать генетический код, ответственный за появление характерного “мармеладного” окраса шерсти у домашних кошек.

Две независимые исследовательские группы, проведя ряд экспериментов, пришли к заключению, что пламенный, огненно-рыжий цвет шерсти у наших любимых мурлыкающих компаньонов, по всей вероятности, является результатом отсутствия конкретного сегмента ДНК в той части кошачьего генома, которая не кодирует белки. “Это было, без преувеличения, настоящей генетической головоломкой”, - прокомментировал это открытие генетик Грег Барш, работающий в Стэнфордском университете. Команда Барша установила, что в клетках кожи кошек, обладающих оранжевым окрасом шерсти, наблюдается 13-кратное увеличение уровня РНК, производимой геном, обозначенным как Arhgap36, в сравнении с клетками кожи кошек, не имеющих оранжевого окраса.

Первоначально, ученые полагали, что мутация кроется в кодирующей белки области гена Arhgap36. Однако, к своему изумлению, они обнаружили, что делеция (потеря фрагмента ДНК) фактически происходит в предшествующей этой области последовательности, которая, по-видимому, оказывает непосредственное воздействие на экспрессию гена. У всех кошек с оранжевой шерстью, которых исследовали ученые в выборке из 188 особей (среди которых было 145 оранжевых, 6 ситцевых/черепаховых и 37 кошек с другими окрасами), была выявлена делеция, охватывающая 5 килооснований.

Одно из открытий не стало сюрпризом: как и предполагалось ранее, ген с мутацией локализован на Х-хромосоме кошек. Это объясняет различия в проявлении оранжевого окраса у особей разного пола. Самцы, как правило, обладают однородным оранжевым окрасом, в то время как самки с оранжевой шерстью, чаще всего, имеют пеструю расцветку, сочетающую несколько цветов. “Взятые вместе, эти наблюдения предоставляют убедительные генетические и геномные доказательства того, что именно делеция в 5 кб является причиной появления оранжевого окраса, сцепленного с полом”, - заключили Барш и его соавторы. С момента, как люди и кошки начали жить бок о бок, примерно 10 тысяч лет назад, оставалось загадкой, почему у черной и оранжевой кошки могут родиться котята с совершенно разными вариантами окраса.

Котята мужского пола, в таком случае, обычно бывают либо оранжевыми, либо черными, но вот котята женского пола могут иметь пеструю окраску, включающую черный, оранжевый и белый цвета, либо оранжевый “мраморный” узор, разбросанный по черной шерсти. Обе исследовательские команды подтвердили, что мутация, ответственная за оранжевую шерсть, находится на Х-хромосоме, что и обуславливает столь явные различия в проявлении окраса между особями разного пола.

В отличие от самцов, которые имеют лишь одну копию мутантного гена, расположенную на их единственной Х-хромосоме, самки обладают двумя копиями (по одной от каждого родителя). У млекопитающих в каждой клетке происходит произвольная инактивация одной из двух Х-хромосом, что позволяет избежать избыточной экспрессии генов. Вследствие этого, у самок оранжевых кошек, в одних клетках кожи мутировавший ген активен, а в соседних клетках - деактивирован. Именно этот процесс и приводит к возникновению пестрой окраски шерсти. В тех редких случаях, когда обе Х-хромосомы несут мутацию, самка вырастает в пушистого огненного цвета, совершенно неотличимого от самца.