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

Интенсивное лечение артериальной гипертензии снизило риск деменции Интенсивное лечение артериальной гипертензии снизило риск деменции

Интенсивное выявление артериальной гипертензии значительно снижает риск деменции

N+1
Никаких «мы Ельцины». Отрывок из книги журналиста Ильи Жегулева Никаких «мы Ельцины». Отрывок из книги журналиста Ильи Жегулева

Отрывок из книги Ильи Жегулева о Борисе Ельцине

СНОБ
«Музей языков: Конрад Гесснер и книги-полиглоты XVI века» «Музей языков: Конрад Гесснер и книги-полиглоты XVI века»

Как иезуиты помогли изучению неевропейских языков

N+1
Размер ионного волнового пакета измерили с помощью оптического микроскопа Размер ионного волнового пакета измерили с помощью оптического микроскопа

Физики определили размер волновой функции иона, пойманного в ловушку

N+1
Любовь или зависимость? 7 признаков нездоровых отношений Любовь или зависимость? 7 признаков нездоровых отношений

Как отличить истинные чувства от зависимости, способной разрушать нас изнутри?

VOICE
Как понять, что ваши социальные навыки далеки от совершенства Как понять, что ваши социальные навыки далеки от совершенства

Как понять, что у вас низкий эмоциональный интеллект?

Psychologies
«Пьяный» секс: самые распространенные мифы и правда «Пьяный» секс: самые распространенные мифы и правда

Можно ли использовать алкоголь в качестве прелюдии и предисловия к сексу?

Maxim
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
Астероиды для «Люси»: зачем NASA запустило зонд в прошлое Солнечной системы Астероиды для «Люси»: зачем NASA запустило зонд в прошлое Солнечной системы

С помощью «Люси» ученые надеются выяснить, как образовалась Земля

Forbes
Культурные коды экономики: как религия влияет на экономический успех Культурные коды экономики: как религия влияет на экономический успех

Как успех связан с религией — и почему полезно быть непослушным

Forbes
«Шесть невозможностей: Загадки квантового мира» «Шесть невозможностей: Загадки квантового мира»

Отрывок из книги Джона Гриббина — как ученые объясняют события в квантовом мире

N+1
Какие из химических элементов — рукотворные Какие из химических элементов — рукотворные

Из 26 известных трансурановых элементов 24 не встречаются на нашей планете

Популярная механика
Редкого полосатого филина впервые сфотографировали в дикой природе Редкого полосатого филина впервые сфотографировали в дикой природе

Этот вид был открыт в 1872 году, но с тех пор редко попадался на глаза ученым

N+1
Привет с альфы Центавра: как и зачем астрономы ищут сигналы инопланетян Привет с альфы Центавра: как и зачем астрономы ищут сигналы инопланетян

Каковы же наши шансы на связь с братьями по разуму в космосе?

Forbes
Как узнать, в чем мы талантливы Как узнать, в чем мы талантливы

Как разглядеть в себе потенциальные таланты и дать им волю?

Psychologies
Как распознать в будущем муже склонность к алкоголизму Как распознать в будущем муже склонность к алкоголизму

Как распознать в мужчине-романтике служителя «зеленого змия»

Psychologies
Не сидела на диете: Адель рассказала, как на самом деле похудела на 50 кг Не сидела на диете: Адель рассказала, как на самом деле похудела на 50 кг

Диета сиртфуд: как похудела Адель

Cosmopolitan
Тироль первого плана Тироль первого плана

Тироль не зря называют сердцем Альп

Men’s Health
Переселение взрослых особей оказалось лучшим способом вернуть орлов на Мальорку Переселение взрослых особей оказалось лучшим способом вернуть орлов на Мальорку

Для восстановления популяций хищных птиц лучше перевозить взрослых особей

N+1
«Ничего подлого я не сделал». Саксофонист Игорь Бутман о джазе с Клинтоном и хоккее с Путиным «Ничего подлого я не сделал». Саксофонист Игорь Бутман о джазе с Клинтоном и хоккее с Путиным

Игорь Бутман — о переплетении джаза как музыки свободы и работы на власть

СНОБ
Что значит «цифра» Что значит «цифра»

Какими проблемами чреват тот словарь, который мы используем в Интернете

Forbes
Игра в прятки Игра в прятки

О чем мечтает утомленный светский интроверт?

Tatler
10 лучших фильмов о Джеймсе Бонде 10 лучших фильмов о Джеймсе Бонде

Лучшие картины культовой франшизы о Джеймсе Бонде

GQ
Агат для Овна, кварц для Рака: твои камни-талисманы по знаку зодиака Агат для Овна, кварц для Рака: твои камни-талисманы по знаку зодиака

Какой камень лучше подходит твоему знаку зодиака

Cosmopolitan
Как планеты получили свои названия Как планеты получили свои названия

Знаете ли вы, что когда-то Уран назывался… Георгом?

Популярная механика
Российский физик предложил решение загадки высокотемпературной сверхпроводимости Российский физик предложил решение загадки высокотемпературной сверхпроводимости

Виктор Лахно объяснил необычные свойства новых сверхпроводников

Популярная механика
10 быстрых фактов о ленивцах 10 быстрых фактов о ленивцах

Оказывается, ленивцы умеют удивлять!

Maxim
Безопасность вместо развития: какой капитализм построили в России за 30 лет Безопасность вместо развития: какой капитализм построили в России за 30 лет

30 лет назад Россия выбрала курс на строительство капитализма

Forbes
Колет, ноет, тянет: 5 видов болей в животе, почему они возникают и как лечатся Колет, ноет, тянет: 5 видов болей в животе, почему они возникают и как лечатся

Если тебе знакомы симптомы из нашей статьи, срочно запишись на прием к врачу

Cosmopolitan
Биологические часы воссоздали в лабораторных условиях Биологические часы воссоздали в лабораторных условиях

Биологические часы из цианобактерий удалось построить вне клеток

N+1
Открыть в приложении