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

Древнего кочевника похоронили с бараньим черепом на месте головы Древнего кочевника похоронили с бараньим черепом на месте головы

Ученые описали необычное погребение, которое раскопали в Горном Алтае

N+1
Зачем я лайкаю себя Зачем я лайкаю себя

Мы поощряем собственный нарциссизм?

Psychologies
Погибших от чумы горожан из Буржа похоронили в сельской местности Погибших от чумы горожан из Буржа похоронили в сельской местности

Ученые проанализировали останки 97 человек из средневекового сельского некрополя

N+1
Природа искусства. Хизер Роуз: Музей современной любви Природа искусства. Хизер Роуз: Музей современной любви

Отрывок из книги Хизер Роуз "Музей современной любви" о познании себя

СНОБ
Бильярд на гробах и желто-синие бездны. Как Ван Гог опередил свое время Бильярд на гробах и желто-синие бездны. Как Ван Гог опередил свое время

Была ли история успеха Ван Гога случайностью и как он смог добиться признания?

СНОБ
«У нас есть план А, план Б и план Х» Юлия Пересильд — о съемках в космосе «У нас есть план А, план Б и план Х» Юлия Пересильд — о съемках в космосе

Юлия Пересильд рассказывает, как готовится к полету на МКС

РБК
Эдвард Радзинский. Прощальная гастроль клуба «418» Эдвард Радзинский. Прощальная гастроль клуба «418»

Эдвард Радзинский остается блистательным рассказчиком

СНОБ
Распознать любой ценой: как искусственный интеллект научился понимать арабский язык Распознать любой ценой: как искусственный интеллект научился понимать арабский язык

Кажется, что у ИИ с лингвистикой не должно возникнуть проблем. Но так ли это?

Популярная механика
«Я сплю только с женатыми». История женщины, ставшей серийной любовницей «Я сплю только с женатыми». История женщины, ставшей серийной любовницей

Гвинет Ли после смерти мужа от рака стала «серийной» любовницей

Cosmopolitan
Чертова Золушка. Чем плохи сказки, на которых мы выросли Чертова Золушка. Чем плохи сказки, на которых мы выросли

Послушание, терпение, награда — классическая схема большинства сказок

СНОБ
«Почему дети убивают. Что происходит в голове у школьного стрелка». Отрывок из книги «Почему дети убивают. Что происходит в голове у школьного стрелка». Отрывок из книги

Одна из глав книги «Почему дети убивают» Питера Лангмана

СНОБ
Звезда сериала «Игра в кальмара» Чон Хо Ен: от модели с характером до мировой знаменитости Звезда сериала «Игра в кальмара» Чон Хо Ен: от модели с характером до мировой знаменитости

Актриса Чон Хо Ен стала настоящей звездой.

Maxim
Камбербэтч и котики: как великий кошачий художник закончил жизнь в психушке Камбербэтч и котики: как великий кошачий художник закончил жизнь в психушке

Луис Уэйн и его коты

Cosmopolitan
Вечно живые Вечно живые

Зинаида Пронченко не любит онлайн, но готова с ним примириться

GQ
Яичная диета: похудеть, но не закукарекать Яичная диета: похудеть, но не закукарекать

Как безопасно худеть на яйцах?

Cosmopolitan
Не можем повторить! Не можем повторить!

Какие настроения царили в странах после завершения Первой мировой войны

Дилетант
Никита Кукушкин. Актер нового типа Никита Кукушкин. Актер нового типа

Никита Кукушкин: «Сейчас у меня замечательное время. Я собираю камни»

Коллекция. Караван историй
Неоклассика в жемчужных тонах Неоклассика в жемчужных тонах

Элегантный интерьер на все времена

SALON-Interior
Осторожно, стресс! Как превратить шопинг в удовольствие Осторожно, стресс! Как превратить шопинг в удовольствие

Как упорядочить покупки, лучше управлять бюджетом и как избавиться от стресса

Cosmopolitan
6 возможных причин психологических травм 6 возможных причин психологических травм

Не всякая психотравма громко заявляет о себе — мы можем и не подозревать

Psychologies
Звезда Звезда

Брайн Кокс — о том, почему иногда стыдится произносить нецензурные слова

Esquire
Как выбирать зимнюю резину и почему шипы — прошлый век и отстой Как выбирать зимнюю резину и почему шипы — прошлый век и отстой

Если ты намерен купить новые покрышки, помни о реальности и теории вероятностей

Maxim
Анжела Хачатурьян. Стальная леди советского шоу-биза Анжела Хачатурьян. Стальная леди советского шоу-биза

Анжела Хачатурьян. Стальная леди советского шоу-биза

Коллекция. Караван историй
Энергетические вампиры внутри нас Энергетические вампиры внутри нас

Как поддерживать запасы сил и находить источники восполнения и вдохновения

Psychologies
Смотреть не дыша: триллеры, которые хорошенько пощекочут тебе нервы Смотреть не дыша: триллеры, которые хорошенько пощекочут тебе нервы

От этих фильмов действительно становится не по себе

Cosmopolitan
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
«Неважно, если кто-то из них умрет»: как талибы искореняют наркобизнес в Афганистане «Неважно, если кто-то из них умрет»: как талибы искореняют наркобизнес в Афганистане

Как Талибан взялся за наркоторговцев

Maxim
Opel Crossland для России: 5 неудобных вопросов к кроссоверу Opel Crossland для России: 5 неудобных вопросов к кроссоверу

Действительно ли это новый Opel и с кем он конкурирует

РБК
«Боль — это побочный эффект взросления»: психолог Илсе Санд о влиянии детских травм «Боль — это побочный эффект взросления»: психолог Илсе Санд о влиянии детских травм

Илсе Санд — о том, зачем она ушла из церкви и как справляться с болью

Forbes
Присоединяй и властвуй Присоединяй и властвуй

Примеры объявления одним государством об аннексии другого

Дилетант
Открыть в приложении