Экология и природные катаклизмы

Ген пятнистой и полосатой окраски кошек

Сентябрь 23
20:43 2012

Ген пятнистой и полосатой окраски кошек 


Множество любителей кошек, а так же фелинологов и генетиков задаются вопросом о многообразии видов окраски кошек.


«До сих пор никому не удавалось объяснить с точки зрения биологии, откуда берутся пятна на шкуре гепардов, полоски тигров, зебр или даже рисунки на теле обычных домашних кошек. Клетки темных полосок каким-то непостижимым образом знают, что они должны быть черными и помнят об этом на протяжении всей жизни кошки. Нас заинтересовало, что же происходит на границе между светлыми и темными участками и почему пятна и полоски растут вместе с животным», — заявил руководитель группы биологов Грегори Барш (Gregory Barsh) из Стэнфордского университета (США).


 Ген Taqpep оказался общим переключателем формы рисунка на шкуре многих видов кошек — нормальная версия этого гена приводит к появлению тигровых полосок, а мутантная — леопардовых пятен, говорится в статье, опубликованной в журнале Science.


Барш и его коллеги пытались понять, как возникают полоски на теле чрезвычайно редких королевских гепардов, встречающиеся в некоторых районах Зимбабве и некоторых других африканских стран.


Авторы статьи нашли ответ на этот вопрос в весьма неожиданном месте — приюте для диких кошек, пойманных социальными службами штата Калифорния и ожидающих стерилизации.


Как объясняют ученые, рисунок на шкуре у одичавших кошек и их домашних сородичей не является случайным — как правило, потомство наследует тигровые полоски или леопардовые пятна от родителей. Барш и его коллеги попытались найти генетические корни окраски, собрав образцы тканей кожи у 58 пятнистых и 19 полосатых кошек и сравнив их геномы.


Мутация в гене Taqpep превращает полоски на теле кошек в "леопардовые" пятна

Фото: Helmi Flick

 

Мутация в гене Taqpep превращает полоски на теле кошек в «леопардовые» пятна

Сравнение ДНК кошек позволило ученым обнаружить особый участок на первой хромосоме, который управлял окраской и формой рисунка на их шкуре. Затем ученые сопоставили структуру этого фрагмента в геномах полосатых и пятнистых кошек, пытаясь найти сходства и различия между особями в этих группах.


По словам биологов, данная часть генома достаточно сильно отличались друг от друга у полосатых кошек, тогда как у пятнистых хищников она содержала несколько совпадающих участков в гене Taqpep. Исследователи сравнили структуру этого гена в ДНК крупных кошек, в том числе гепардов и тигров, и обнаружили, что Taqpep содержал мутацию в геномах всех кошек с пятнистым окрасом.


Авторы статьи попытались выяснить роль этих мутаций в формировании окраски кошачьих, изучив процесс формирования волосяных луковиц и других компонентов кожи в зародыше кошки. По их словам, включение Taqpep в определенный период развития зародыша приводит к тому, что работа гена черной окраски Edn3 усиливается в части пигментных клеток, тогда как в других он подавляется.


Благодаря этому на будущей шкуре кошки появляются характерные полоски или точки в зависимости от наличия или отсутствия мутации в гене Taqpep. Эти изменения в работе гена сохраняются на всю жизнь, что объясняет, почему пятна и полоски на теле кошек растут вместе с ними.


В своей следующей работе Барш и его коллеги планируют изучить, почему мутации в Taqpep не влияют на окраску некоторых крупных кошек, в том числе львов и пум.