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
Какая разница? Звездные пары, где мужчина значительно старше избранницы Какая разница? Звездные пары, где мужчина значительно старше избранницы

Пары с внушительной разницей в возрасте

Cosmopolitan
Чувствительность к горькой пище связана с заболеваниями почек и биполярным расстройством Чувствительность к горькой пище связана с заболеваниями почек и биполярным расстройством

Как отвращение к горькому вкусу брокколи связано с вашим здоровьем?

ТехИнсайдер
5 симптомов диабета 5 симптомов диабета

Чтобы своевременно выявить диабет, нужно знать, как он проявляется

Лиза
Почему нам хочется есть: как нейрофизиология объясняет переедание и импульсивные перекусы Почему нам хочется есть: как нейрофизиология объясняет переедание и импульсивные перекусы

Каков ключ к решению проблемы переедания и импульсивных перекусов?

ТехИнсайдер
6 возможных причин психологических травм 6 возможных причин психологических травм

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

Psychologies
Как общаться с теми, с кем мы не согласны: 10 советов Как общаться с теми, с кем мы не согласны: 10 советов

Можно ли отстоять свои убеждения, не разрушив отношения с собеседником?

Psychologies
Диетолог из Гарварда назвала 5 продуктов, которые помогут улучшить работу мозга и замедлить старение Диетолог из Гарварда назвала 5 продуктов, которые помогут улучшить работу мозга и замедлить старение

Ума Найду рассказала, что она ест для улучшения памяти и концентрации внимания

Inc.
Дохлая жаба и папирус: как женщины справлялись с месячными в прошлом Дохлая жаба и папирус: как женщины справлялись с месячными в прошлом

Чем бы нам пришлось пользоваться, если б мы жили в Древнем Египте

Cosmopolitan
«Все думают, он мне изменяет». Женщина рассказала о жизни с мужем-культуристом «Все думают, он мне изменяет». Женщина рассказала о жизни с мужем-культуристом

Алисия МакКарвелл об отношениях с супругом-культуристом

Cosmopolitan
Это надо видеть: как выглядели торты на свадьбах Елизаветы II, Дианы и других Это надо видеть: как выглядели торты на свадьбах Елизаветы II, Дианы и других

Торт – важная часть свадьбы. Вот что бывает, если речь идет о королевской семье

Cosmopolitan
5 фильмов о зависимых отношениях 5 фильмов о зависимых отношениях

Как созависимые отношения увидели, а главное, показали гениальные кинорежиссеры?

Psychologies
Джимми де Вилль: как построить самый крутой двигатель Джимми де Вилль: как построить самый крутой двигатель

Джимми де Вилль – инженер, конструктор, коллекционер и экстремал

Популярная механика
Стажировка у дьявола Стажировка у дьявола

Как мир моды и глянца заслужил свою демоническую славу

Vogue
5 необъяснимых фактов о нашем мозге 5 необъяснимых фактов о нашем мозге

В этой статье MAXIM собрал 5 необъяснимых фактов о нашем мозге

Maxim
Как правильно закаляться и не замерзнуть Как правильно закаляться и не замерзнуть

Несколько полезных советов перед холодами

GQ
Самые низкорослые спортсмены в истории: футболист, боксер, баскетболист и другие Самые низкорослые спортсмены в истории: футболист, боксер, баскетболист и другие

Большие спортивные карьеры небольших людей

Maxim
Раны планеты: метеоритные кратеры на Земле Раны планеты: метеоритные кратеры на Земле

Земля постоянно подвергается «космическому обстрелу» космическими снарядами

Популярная механика
Запарили всех Запарили всех

Как выбросы парниковых газов нарушают права человека

РБК
«Множественные святые Ньюарка» — приквел культового «Клана Сопрано». И лишний способ убедиться, что 20 лет назад все было лучше «Множественные святые Ньюарка» — приквел культового «Клана Сопрано». И лишний способ убедиться, что 20 лет назад все было лучше

Что не так с приквелом «Клана Сопрано»?

Esquire
«Я никогда не хотел секса»: асексуальность нужно лечить? «Я никогда не хотел секса»: асексуальность нужно лечить?

Как живется асексуалам и можно ли пробудить «нулевое» либидо?

Psychologies
Как визажист и бывшая госслужащая построили бизнес на 316 млн рублей на гречишном чае Как визажист и бывшая госслужащая построили бизнес на 316 млн рублей на гречишном чае

Как «обжарочный цех» на кухне превратился в целую гречишную империю?

Forbes
Инструмент шантажа: зачем обвиняемых по экономическим делам отправляют в СИЗО Инструмент шантажа: зачем обвиняемых по экономическим делам отправляют в СИЗО

Обвиняемых отправляют под стражу, чтобы получить признание вины

Forbes
Почку генетически модифицированной свиньи впервые подключили к человеку Почку генетически модифицированной свиньи впервые подключили к человеку

Она проработала три дня и не вызвала отторжения

N+1
Красно-желтые дни. Volkswagen Taos против Kia Seltos Красно-желтые дни. Volkswagen Taos против Kia Seltos

Кроссоверы, которые в другом мире могли бы считаться бюджетными

РБК
Фамильные ценности Фамильные ценности

Современные люди относятся к своим фамилиям по-дворянски

Наука
Купе на двоих Купе на двоих

Сейди Хаарла, рассказала о любви к поездам, одиночестве и русском языке

Grazia
Рентгеновская спектроскопия никелатов подтвердила современную теорию сверхпроводимости Рентгеновская спектроскопия никелатов подтвердила современную теорию сверхпроводимости

Физики применили метод рентгеновской спектроскопии для исследования никелата

N+1
Все в наших руках Все в наших руках

Здоровье наших подруг и жен в прямом смысле в наших руках

Men’s Health
«Я больше не боюсь ездить в лифте»: как гипноз спасает от панических атак «Я больше не боюсь ездить в лифте»: как гипноз спасает от панических атак

Как работает гипноз и может ли он действительно помочь?

Psychologies
Открыть в приложении