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

Ядерная война приведет к потере 80 процентов урожая кукурузы Ядерная война приведет к потере 80 процентов урожая кукурузы

Ядерная война уронит годовое производство кукурузы на планете на 80 процентов

N+1
Анализ морфологии зубов опроверг гипотезу о заселении Америки из Японии Анализ морфологии зубов опроверг гипотезу о заселении Америки из Японии

Среди ученых продолжается дискуссия о времени и маршрутах заселения Америки

N+1
Бактерии совершают самоубийство, чтобы спасти свою колонию от вирусов Бактерии совершают самоубийство, чтобы спасти свою колонию от вирусов

Кишечная палочка использует ранее неизвестную противовирусную систему

ТехИнсайдер
Правила питания, которые спасут от осенней грусти Правила питания, которые спасут от осенней грусти

Что есть и пить осенью, чтобы чувствовать себя максимально энергичными

Psychologies
Немедикаментозное снижение массы обрекло канадца на хроническую боль Немедикаментозное снижение массы обрекло канадца на хроническую боль

Почему может развиться хроническая боль на фоне снижения массы тела

N+1
Без доступной среды и компенсаций: как живут семьи с детьми с диагнозом spina bifida Без доступной среды и компенсаций: как живут семьи с детьми с диагнозом spina bifida

Интервью с основательницей фонда помощи детям со spina bifida Инной Инюшкиной

Forbes
7 советов, которые помогут вам справиться с волнением во время важного разговора 7 советов, которые помогут вам справиться с волнением во время важного разговора

Что делать, если никак не получается собраться с мыслями и перестать нервничать

GQ
Самая известная советская эскортница: как сложилась судьба «Интердевочки» Самая известная советская эскортница: как сложилась судьба «Интердевочки»

Елена Яковлева с детства знала, что станет актрисой

Cosmopolitan
Как стартапу избежать утечек и защититься от кибератак Как стартапу избежать утечек и защититься от кибератак

Об опасности взлома необходимо помнить всегда

Inc.
Сбитый летчик: что делать, чтобы твой Сбитый летчик: что делать, чтобы твой

Главное помни, осечки случаются у всех, и в этом нет ничего страшного

Playboy
Анастасия Красовская Анастасия Красовская

Можно бесконечно смотреть на огонь, воду и актрису Анастасию Красовскую

Собака.ru
В бирманском янтаре обнаружили миниатюрного краба В бирманском янтаре обнаружили миниатюрного краба

Это древнейший неморской краб, известный палеонтологам.

N+1
Жена поспорила с мужем и перестала убирать в доме – вот что из этого вышло Жена поспорила с мужем и перестала убирать в доме – вот что из этого вышло

Что делать, если кто-то уверен, что всё домашнее хозяйство держится на нем?

Cosmopolitan
Вредные советы: пошаговая инструкция, как усложнить себе жизнь Вредные советы: пошаговая инструкция, как усложнить себе жизнь

Зачастую мы сами можем легко помешать себе со всем справиться, и вот как

Psychologies
Дина Рубина: В благодетельных дебрях психиатрии. Отрывок из романа «Маньяк Гуревич» Дина Рубина: В благодетельных дебрях психиатрии. Отрывок из романа «Маньяк Гуревич»

История страны и время, от которого можно спастись только в безумии

СНОБ
7 самых необычных и таинственных мест на планете 7 самых необычных и таинственных мест на планете

Эти уголки планеты заставят вас удивиться

Playboy
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
Рафинированные углеводы нарушили память старых крыс Рафинированные углеводы нарушили память старых крыс

Диета с рафинированными углеводами нарушили память старых крыс

N+1
Всевидящее око: военная история радара Всевидящее око: военная история радара

Победа в воздушной битве за Британию обязана системе радиолокационных станций

Популярная механика
«Этот секс был волшебным!»: что такое сексуальная магия «Этот секс был волшебным!»: что такое сексуальная магия

Как через секс «сливались с богом» монахи и можно ли забеременеть от сатаны.

Psychologies
С ними каши на сваришь:  худшие сериальные мужья и бойфренды С ними каши на сваришь:  худшие сериальные мужья и бойфренды

У этих героев на лбу должно быть написано: «Никогда с ним не связывайся!»

VOICE
«У нас были итальянские разборки»: Бондаренко раскрыл причину развода с актрисой «У нас были итальянские разборки»: Бондаренко раскрыл причину развода с актрисой

Станислав Бондаренко высказался об отношениях с экс-избранницей Юлией Чиплиевой

Cosmopolitan
Кавказ подо мною Кавказ подо мною

Отправляемся в Приэльбрусье!

Лиза
Исследование: покупатели больше доверяют компаниям с короткими и простыми названиями Исследование: покупатели больше доверяют компаниям с короткими и простыми названиями

Название бренда влияет на то, как к нему относятся покупатели

Inc.
Новый русский космизм: от бутылки водки с кыштымским карликом к ракете с Юлией Пересильд Новый русский космизм: от бутылки водки с кыштымским карликом к ракете с Юлией Пересильд

О мифе России, который всегда так или иначе крутится вокруг космоса

СНОБ
Как мир перестал слышать архитекторов Как мир перестал слышать архитекторов

Проект Григория Ревзина «Оправдание утопии». Мишель Рагон: GIAP

Weekend
Наталия Мещанинова — о сериале «Пингвины моей мамы», преследовании комиков, женском кино и приемных детях Наталия Мещанинова — о сериале «Пингвины моей мамы», преследовании комиков, женском кино и приемных детях

Режиссер Наталия Мещанинова — о юморе, школе и о непрофессиональных актерах

Esquire
От первого в СССР магазина с западными стандартами до устаревшего ТЦ: история универмага «Москва» От первого в СССР магазина с западными стандартами до устаревшего ТЦ: история универмага «Москва»

История универмага «Москва»

VC.RU
Переходим все границы Переходим все границы

Кризис наступает, если один человек хочет перемен, а второй тянет время

Cosmopolitan
«Золотая жила» неслучившейся беды: почему в команде нужно обращать внимание на катастрофы, которых не было «Золотая жила» неслучившейся беды: почему в команде нужно обращать внимание на катастрофы, которых не было

Что, если бы компании могли учиться на своих ошибках, при этом их не совершая?

VC.RU
Открыть в приложении