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

Карельские медведи оказались самыми подвижными среди европейских Карельские медведи оказались самыми подвижными среди европейских

Свободнее всего в Европе пространство осваивают карельские медведи

N+1
Трезвые факты о фильме «Особенности национальной охоты» Трезвые факты о фильме «Особенности национальной охоты»

Фильм, который переменил всю российскую комедию

Maxim
Психоскопия ближнего поля Психоскопия ближнего поля

Даже за совсем умозрительной фантастикой может скрываться серьезная научная база

N+1
Марк Цукерберг Марк Цукерберг

Правила жизни создателя Facebook Марка Цукерберга

Esquire
Думай медленно… решай быстро Думай медленно… решай быстро

Как устроено человеческое мышление

kiozk originals
«Последняя дуэль»: #MeToo в Средневековье «Последняя дуэль»: #MeToo в Средневековье

В истории человечества можно найти много объяснений для дня сегодняшнего

GQ
Да здравствует удаленка!: 5 важных пунктов в организации работы на дому Да здравствует удаленка!: 5 важных пунктов в организации работы на дому

Что важно учесть, чтобы работа дома была эффективной?

Playboy
Оттенки премиального: кроссовер Genesis GV70 Оттенки премиального: кроссовер Genesis GV70

Кроссовер Genesis GV70 коварно заманивает своим богатым внутренним миром

Maxim
Лургиканская пещера и её ледяные скульптуры Лургиканская пещера и её ледяные скульптуры

Мир пещер бесконечно притягателен

Наука и жизнь
Стволовые клетки пообщались мембранными пузырьками с РНК Стволовые клетки пообщались мембранными пузырьками с РНК

Стволовые клетки мышей синхронизировали этапы развития при помощи везикул с РНК

N+1
Все в наших руках Все в наших руках

Здоровье наших подруг и жен в прямом смысле в наших руках

Men’s Health
Идеалы красоты: о пластической хирургии глазами профессионала Идеалы красоты: о пластической хирургии глазами профессионала

Пластическим хирургам часто приходится выступать в роли психотерапевта

Популярная механика
Как исследуют ускоряющуюся Вселенную? Как исследуют ускоряющуюся Вселенную?

Несмотря на все достижения, мы наблюдаем только около 5% Вселенной

Популярная механика
Хорошо усвоенный ад Хорошо усвоенный ад

Все семь веков искусство и литература ведут с Данте нескончаемый диалог

Weekend
Александр Снегирев: Человек будущего. Рассказ из сборника «Время вышло» Александр Снегирев: Человек будущего. Рассказ из сборника «Время вышло»

Рассказ Александра Снегирева из сборника «Время вышло»

СНОБ
Абонент временно недоступен Абонент временно недоступен

Гаджеты тоже нужно «употреблять» дозированно

GQ
Мужчина зарезал беременную третьим ребенком подругу, за то, что она его бросила Мужчина зарезал беременную третьим ребенком подругу, за то, что она его бросила

К сожалению, домашнее насилие не всегда заметно окружающим

Cosmopolitan
Андроид-чемпион: как устроен чемпионат мира по футболу среди роботов Андроид-чемпион: как устроен чемпионат мира по футболу среди роботов

Российская команда одержала победу на чемпионате мира. Правда, среди роботов

Популярная механика
В Австрии нашли древнюю золотую чашу с солярной символикой В Австрии нашли древнюю золотую чашу с солярной символикой

Редкому артефакту урнопольской культуры оказалось более 3000 лет

N+1
Кредит с сюрпризом Кредит с сюрпризом

Новые уловки финансовых мошенников

Лиза
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
«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
10 простых способов звучать эффектно на совещании 10 простых способов звучать эффектно на совещании

Как улучшить речь перед выступлением в переговорке или "зуме"?

Playboy
Мария Шумакова: «Осознание, что я предала свою мечту, причиняло боль» Мария Шумакова: «Осознание, что я предала свою мечту, причиняло боль»

Мария Шумакова: как обрести веру в себя и перестать зависеть от окружающих

Psychologies
Преодоление реальности Преодоление реальности

«Декларируется банальная идея, что мир абсурден». К 80-летию Сергея Довлатова

Наука
Мрачные сказки Мрачные сказки

«Черные гуси» и «Баллада о мальчике по имени Ножниц» Марианны Лаптевой

Esquire
Женщина родила три пары близнецов за 5 лет из-за особенности в работе яичников Женщина родила три пары близнецов за 5 лет из-за особенности в работе яичников

У Джолин из Бруклина каждый цикл созревает сразу две жизнеспособные яйцеклетки

Cosmopolitan
«В магазин должны идти не за пивом, а к тебе»: предприниматель открывает пивные магазины для других «В магазин должны идти не за пивом, а к тебе»: предприниматель открывает пивные магазины для других

Аракелян начал с торговли в ларьках в 90-е, а сейчас открывает пивные магазины

VC.RU
Ана де Армас: бывшая девушка Аффлека и новая девушка Бонда Ана де Армас: бывшая девушка Аффлека и новая девушка Бонда

Как Ана де Армас переехала в Мадрид с 300 евро и как решилась покорить Голливуд

Cosmopolitan
Лесные дали Лесные дали

Лучший шеф-повар России снимает шляпу перед грибами

Tatler
Открыть в приложении