Откуда берутся цвета и узоры на кошачьей шкуре

N+1Наука

Раскрашиваем котика

Откуда берутся цвета и узоры на кошачьей шкуре

Софья Бруман

Фото Николай Воронцов

Генетически модифицированными растениями и животными сегодня никого уже не удивишь — ни в лаборатории, ни в поле, ни на рынке. Осталось только начать выводить их у себя дома — и некоторые биохакеры уже продают наборы для генетического редактирования и обещают научить ему всех желающих. Если и вы решите потренироваться на кошках, мы составили руководство для начинающих генных инженеров — о том, как собрать кошку с окраской своей мечты.

Цвет кожи и волос у кошек (так же, как у людей и других млекопитающих) зависит от типа меланина, который производят специальные клетки кожи, меланоциты — а затем по своим длинным отросткам транспортируют в другие клетки и волосяные фолликулы, окрашивая их.

За все разнообразие окрасок, которыми известны кошки, отвечают два типа пигмента:

  • феомеланин — он бывает от красного до желтого цвета;
  • эумеланин — от коричневого до черного.

А вот за то, какой именно из пигментов будут производить меланоциты и как они будут распределены по кошачьему телу, отвечает уже множество генов, которые могут действовать параллельно, усиливать работу друг друга или, наоборот, конкурировать. Давайте разберемся в основных паттернах в окраске кошек и выясним, какие варианты генов понадобится внести в кошачий геном, чтобы их создать.

Агути

Вам понадобится: хромосома А3 с доминантным геном Agouti.

Агути — это окраска, при которой цвет распределен по кошке равномерно, но каждый отдельный волос окрашен неравномерно. Волоски разделены на несколько зон, которые могут быть не окрашены (без меланина), окрашены с разной мерой интенсивности более темным эумеланином или светлым феомеланином. Такая окраска встречается, например, у абиссинских котов.

Абиссинский кот с классическим окрасом. Brigitte von Szczawinski / wikimedia commons / CC BY-SA 3.0

Чтобы получить кошку такой окраски, вам нужно взять хромосому А3 с доминантным вариантом гена Agouti (это такой вариант, который подавляет все другие варианты и работает, даже если он в клетке только один). Тогда в пигментной клетке начнет синтезироваться сигнальный белок Agouti. Одновременно в пигментной клетке синтезируется и другой белок — альфа-меланоцитстимулирующий гормон гипофиза (а-МСГ). Оба эти белка способны связываться с рецептором меланокортина-1, и в зависимости от того, с кем образует комплекс рецептор, в клетке запускается определенный сигнальный каскад. Так получается тот или иной вид пигмента.

Когда на рецепторе «сидит» Agouti, клетка вырабатывает рыжий феомеланин. При этом молекула Agouti блокирует рецептор так, что больше никто с ним связаться не может. Но связь Agouti с рецептором со временем разрушается, и в какой-то момент на рецептор должна сесть новая молекула, которой может быть или очередной Agouti — или а-МСГ. В первом случае клетка продолжит производить феомеланин, а во втором — переключится на эумеланин. Поэтому меланоцит будет производить то рыжий, то темный пигмент, и волос получится полосатым. Но поскольку полоски на каждом волосе возникают независимо, они не будут синхронизироваться — поэтому шерсть кошки получится не полосатой, а переливчатой.

Если же вы встроите в обе хромосомы рецессивный вариант Agouti (то есть такой, который проявляется, только если его в клетке две копии), сигнальный белок работать не будет. Соответственно, на рецепторе меланокортина-1 будет безраздельно царить а-МСГ и вы получите одноцветную темную кошку.

Однако из этого правила есть исключение. На половых хромосомах кошек есть ген Orange, который тоже отвечает за производство феомеланина, то есть за рыжий окрас. Если хотя бы на одной хромосоме он находится в доминантной форме, то белок Orange вытесняет весь эумеланин из волоса, заменяя его феомеланином — и кошка, которая могла бы быть темной агути, будет рыжей агути.

Но если в ее клетках одновременно окажутся рецессивный вариант Agouti и доминантный вариант Orange, то одноцветно рыжей кошки не получится. Рецессивные варианты Agouti непонятным образом взаимодействуют с доминантным Orange, в результате чего темные участки волоса превращаются в рыжие, а рыжие по какой-то причине становятся бесцветными, и волос растет в рыже-белую полоску. А это значит, что однотонно-рыжую кошку вырастить невозможно: кошки с доминантным Orange и рецессивным Agouti все равно получатся с полосатыми волосами.

Темный окрас

Вам понадобится: пара хромосом D4 с геном Tyrp1 для темной однотонной кошки

Осторожно: доминантный ген Orange может сделать темную кошку рыжей.

Однотонный окрас кошки подразумевает, что каждый ее волос равномерно окрашен эумеланином или феомеланином.

За производство эумеланина в клетках отвечает белок TIRP1, который кодируется геном Tyrp1. В зависимости от того, какие варианты гена работают в меланоците, получаются разные оттенки темного пигмента. В случае доминантного варианта, который подавляет остальные, кошка окрасится в черный цвет.

Авторизуйтесь, чтобы продолжить чтение. Это быстро и бесплатно.

Регистрируясь, я принимаю условия использования

Рекомендуемые статьи

«Конец Мегафауны: Увлекательная жизнь и загадочная гибель мамонтов, саблезубых тигров и гигантских ленивцев» «Конец Мегафауны: Увлекательная жизнь и загадочная гибель мамонтов, саблезубых тигров и гигантских ленивцев»

Как наших предков заподозрили в истреблении мегафауны

N+1
5 фильмов про ускользающую молодость 5 фильмов про ускользающую молодость

Преодолеваем возрастные рубежи с умом и фильмами

GQ
Ученые обнаружили, что на самом деле сделало Марс красным Ученые обнаружили, что на самом деле сделало Марс красным

Краснота Марса вызвана не сухим ржавоподобным гематитом, как считалось ранее

Inc.
Хозяйка Хозяина: как крестьянка Валя Истомина стала последней любовницей Сталина Хозяйка Хозяина: как крестьянка Валя Истомина стала последней любовницей Сталина

Кем же была для Иосифа Сталина молоденькая хохотушка из деревни?

Cosmopolitan
Как набрать мышечную массу согласно науке: секреты рельефного тела Как набрать мышечную массу согласно науке: секреты рельефного тела

Набор мышечной массы – это не просто про штангу и куриную грудку

ТехИнсайдер
Зима близко: руководство по тренировкам в холодную погоду Зима близко: руководство по тренировкам в холодную погоду

Занятия в холодное время года дают особые преимущества

Men’s Health
4 правила. Как мужчине выжить в эпоху феминизма 4 правила. Как мужчине выжить в эпоху феминизма

Как не путать феминизм с матриархатом

СНОБ
Правила жизни Вигго Мортенсена Правила жизни Вигго Мортенсена

Правила жизни актера Вигго Мортенсена

Esquire
«Отец не перестает меня удивлять» «Отец не перестает меня удивлять»

Федор Бондарчук о документальном фильме про Сергея Бондарчука

Weekend
Как утопия превратилась в фэнтези Как утопия превратилась в фэнтези

Проект Григория Ревзина «Оправдание утопии». Уильям Моррис: «Вести ниоткуда»

Weekend
«Ты драматизируешь»: почему мужчины и женщины не понимают чувств друг друга «Ты драматизируешь»: почему мужчины и женщины не понимают чувств друг друга

Почему мужчины и женщины так отличаются? И как нужно выстраивать диалог?

Psychologies
Хорошо усвоенный ад Хорошо усвоенный ад

Все семь веков искусство и литература ведут с Данте нескончаемый диалог

Weekend
Не выходит: 7 причин возникновения запора и как с ними бороться Не выходит: 7 причин возникновения запора и как с ними бороться

Какими могут быть причины запора и что с этими причинами делать

Cosmopolitan
Города, ушедшие под воду Города, ушедшие под воду

Эти "Атлантиды" тысячелетиями ждут своего часа, чтобы их исследовали

Популярная механика
Построение коммунизма Построение коммунизма

Как китайские коммунисты преодолели дефицит одежды и продовольствия

Наука
Ограбление на свадьбе: воры обчистили молодоженов прямо за стойкой регистрации Ограбление на свадьбе: воры обчистили молодоженов прямо за стойкой регистрации

Дерзкое ограбление, произошедшее прямо во время свадебной церемонии

Cosmopolitan
Клён? Нет, ликвидамбар Клён? Нет, ликвидамбар

Осенью особенно интересно путешествовать по старинным усадебным паркам

Наука и жизнь
Цифровизация как неизбежность Цифровизация как неизбежность

Какие digital-решения использует агросектор

Агроинвестор
«Золотые руки» или человек-катастрофа? Как знаки зодиака ведут себя в быту «Золотые руки» или человек-катастрофа? Как знаки зодиака ведут себя в быту

Давай посмотрим, как знаки зодиака ведут себя в быту

Cosmopolitan
Двери открыты Двери открыты

Анастасия Красовская — о съемках «Герды» и моделинге

OK!
Лазерные шоу Мартина Хессельмайера Лазерные шоу Мартина Хессельмайера

Яркие перформансы Мартина Хессельмайера собирают сотни зевак

Популярная механика
Уже рядом: 5 отличных книг о будущем Уже рядом: 5 отличных книг о будущем

Подборка книг, которая поможет узнать, что будет с человечеством завтра

Популярная механика
Трезвые факты о фильме «Особенности национальной охоты» Трезвые факты о фильме «Особенности национальной охоты»

Фильм, который переменил всю российскую комедию

Maxim
Лучшие базовые брюки на осень и зиму — 10 модных пар сезона коричневого цвета Лучшие базовые брюки на осень и зиму — 10 модных пар сезона коричневого цвета

Ищем идеальные брюки

Cosmopolitan
Маленькие страсти – большие трагедии Маленькие страсти – большие трагедии

Когда ребенок закатывает истерику, так и хочется прекратить это силой

Добрые советы
«Он просто исчез»: почему с нами так поступают? «Он просто исчез»: почему с нами так поступают?

Парные противоположности как нельзя лучше отражают сущность гостинга

Psychologies
Казнить нельзя помиловать: стоит ли прощать мужчине ошибки Казнить нельзя помиловать: стоит ли прощать мужчине ошибки

Когда в отношениях стоит простить партнера и попытаться найти компромисс?

Лиза
В погребении с кубком Нестора оказались кремированные останки нескольких человек В погребении с кубком Нестора оказались кремированные останки нескольких человек

Ученые повторно исследовали останки, обнаруженные в погребении с кубком Нестора

N+1
Когда машины научатся слушать музыку Когда машины научатся слушать музыку

История о том, как симфонический оркестр уместился в ноутбуке

GQ
«Учителя» на дороге: как с ними бороться и кто будет виноват в ДТП «Учителя» на дороге: как с ними бороться и кто будет виноват в ДТП

После конфликта на дороге агрессивные водители иногда начинают «учить» обидчиков

РБК
Открыть в приложении