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

«Следующие 500 лет: Как подготовить человека к жизни на других планетах» «Следующие 500 лет: Как подготовить человека к жизни на других планетах»

Зачем превращать одни клетки в другие

N+1
Сколько стоит воссоздать родословную Сколько стоит воссоздать родословную

Сколько стоит создать родословную?

СНОБ
Как эффект плацебо обманывает мозг, чтобы облегчить боль Как эффект плацебо обманывает мозг, чтобы облегчить боль

Как эффект плацебо снижает восприятие боли?

ТехИнсайдер
О чем не расскажут риэлторы: безопасно ли жить там, где кто-то умер? О чем не расскажут риэлторы: безопасно ли жить там, где кто-то умер?

Стоит ли избегать квартир, в которых произошла смерть?

Psychologies
«Кухня Древнего мира» «Кухня Древнего мира»

О сырах, которые в Древнем Риме считались скромной пищей

N+1
Полезные советы и лайфхаки домашнего мастера Полезные советы и лайфхаки домашнего мастера

Нехитрые решения для хитрых задач

Популярная механика
Школа автотуризма. Проблемы самоидентификации Школа автотуризма. Проблемы самоидентификации

На какие группы можно разделить автопутешественников

4x4 Club
BTS BTS

Клип BTS стал абсолютным рекордом среди музыкальных видео на YouTube

ЖАРА Magazine
20 самых опасных мужских профессий 20 самых опасных мужских профессий

Никогда не задумывался, почему девушек тянет к пожарным или бандитам?

Maxim
Тебе уже 18, мне — всего 36! Особенности отношений с женщинами младшего возраста Тебе уже 18, мне — всего 36! Особенности отношений с женщинами младшего возраста

Как выстроить отношения с девушкой, которая сильно моложе тебя?

Maxim
Калькуляция развода: как таблицы Excel помогли мне уйти от мужа Калькуляция развода: как таблицы Excel помогли мне уйти от мужа

Справиться с расставанием иногда помогают… таблицы

Cosmopolitan
Оцифровать себя: зачем всем скоро потребуется 3D-аватар и насколько сложно его сделать Оцифровать себя: зачем всем скоро потребуется 3D-аватар и насколько сложно его сделать

Настоящее и будущее технологий создания 3D-аватаров

Популярная механика
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

Женщина, которая хочет в общей сложности родить 17 раз

Cosmopolitan
Как мобильные приложения помогают спать, отдыхать и снижать тревожность: 5 лучших сервисов Как мобильные приложения помогают спать, отдыхать и снижать тревожность: 5 лучших сервисов

Могут ли мобильные сервисы помочь справиться с тревожностью?

Популярная механика
Археологи обнаружили два поселения эпохи бронзы в Нижегородской области Археологи обнаружили два поселения эпохи бронзы в Нижегородской области

Археологи раскопали два поселения эпохи бронзы

N+1
Как французский орнитолог стал вожаком стаи гусей и летал с ними на зимовку Как французский орнитолог стал вожаком стаи гусей и летал с ними на зимовку

Как орнитолог возглавил косяк и перелетел вместе с гусями через Балтийское море

Популярная механика
Идеалы красоты: о пластической хирургии глазами профессионала Идеалы красоты: о пластической хирургии глазами профессионала

Пластическим хирургам часто приходится выступать в роли психотерапевта

Популярная механика
Что общего у нейронов с яичницей Что общего у нейронов с яичницей

Рак можно распознать в самый первый момент, когда опухоль только формируется

Наука
Пластика, деньги или талант? Что помогло Белле Хадид стать суперзвездой к 25-ти Пластика, деньги или талант? Что помогло Белле Хадид стать суперзвездой к 25-ти

Как Белла Хадид превратилась в супермодель-трендсеттера с мировым именем

Cosmopolitan
Кто виноват в ДТП? Видео вызвало споры в соцсетях (в ГИБДД все объяснили) Кто виноват в ДТП? Видео вызвало споры в соцсетях (в ГИБДД все объяснили)

Кто нарушил правила дорожного движения и кто виноват в этой аварии?

РБК
4 признака того, что вы слишком контролируете своих подчиненных 4 признака того, что вы слишком контролируете своих подчиненных

Как понять, что вы выбрали неудачный стиль управления?

Psychologies
Зачем я лайкаю себя Зачем я лайкаю себя

Мы поощряем собственный нарциссизм?

Psychologies
«Злость или зависть посещают нас не без причины»: как стоически принимать эмоции «Злость или зависть посещают нас не без причины»: как стоически принимать эмоции

Наш разум постоянно и неизбежно проделывает трюки с реальностью

Forbes
«Выгорание — не знак почета»: почему сверхурочная работа не приведет вас к успеху «Выгорание — не знак почета»: почему сверхурочная работа не приведет вас к успеху

Мы перерабатываем, в надежде преуспеть. Это — самый прямой путь к выгоранию

Inc.
Эдгар Райт Эдгар Райт

Правила жизни кинорежиссера Эдгара Райта

Esquire
Тяжелая доля миллионера: сериалы о богачах, которым не позавидуешь! Тяжелая доля миллионера: сериалы о богачах, которым не позавидуешь!

В честь выхода третьего сезона «Наследников»: сериалы о страдающих миллионерах

Cosmopolitan
Мужчина выгнал сына из дома. Когда тот разбогател, отец потребовал денег Мужчина выгнал сына из дома. Когда тот разбогател, отец потребовал денег

Воспитательные методы отцов граничат с жестокостью — в этом убедился наш герой

Psychologies
«Беременная жена гонит меня ночью за мороженым. Это манипуляция?» «Беременная жена гонит меня ночью за мороженым. Это манипуляция?»

Что делать, если беременная жена просит мороженое в 3 часа ночи?

Psychologies
Дедушка, Егор и Наташа Дедушка, Егор и Наташа

Рассказ обладателя премии «Национальный бестселлер» Алексея Сальникова

Grazia
Открыть в приложении