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

На египетской картине нашли библейский синий На египетской картине нашли библейский синий

Из чего древние египтяне делали редкую краску — библейский синий

N+1
10 простых способов звучать эффектно на совещании 10 простых способов звучать эффектно на совещании

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

Playboy
По расчетам астрономов, Вселенная погибнет через 20 миллиардов лет По расчетам астрономов, Вселенная погибнет через 20 миллиардов лет

Что предсказывает модель Вселенной, которая учитывает данные DES и DESI?

ТехИнсайдер
Эталонная. Главная струна небесной лиры Эталонная. Главная струна небесной лиры

Вега с древности привлекает внимание астрономов

Наука и жизнь
Ешь, двигайся, спи Ешь, двигайся, спи

Как повседневные решения влияют на здоровье и долголетие

kiozk originals
6 советов по управлению языком тела, которые помогут вам на собеседовании 6 советов по управлению языком тела, которые помогут вам на собеседовании

6 невербальных сигналов, которые помогут увеличить шансы получить работу

Inc.
Peugeot Traveller 4х4. Проще сделать самому Peugeot Traveller 4х4. Проще сделать самому

Peugeot Traveller 4х4 — микроавтобус для приключений и дальних странствий

4x4 Club
«У нас общий бюджет»: Ханна и Пашу тратят на домашний персонал 2 млн в месяц «У нас общий бюджет»: Ханна и Пашу тратят на домашний персонал 2 млн в месяц

Ханна (Анна Иванова) и Пашу (Павел Курьянов) готовы щедро платить за комфорт

Cosmopolitan
Секрет — в брокколи Секрет — в брокколи

Ани Тейлор-Джой о триллере «Прошлой ночью в Сохо»

OK!
«‎Наш новый сотрудник — искусственный интеллект». Как подготовиться к появлению цифрового коллеги «‎Наш новый сотрудник — искусственный интеллект». Как подготовиться к появлению цифрового коллеги

Как помочь коллективу принять в команду алгоритм?

СНОБ
На измене. Почему супруги не хранят верность друг другу На измене. Почему супруги не хранят верность друг другу

70% людей хотя бы один раз изменяли постоянному партнеру

СНОБ
Киногарантия Киногарантия

Основатель «РЕСО-Гарантия» своим главным делом считает кинематограф

Forbes
Карбон звучащий Карбон звучащий

Из карбона теперь делают музыкальные инструменты

Популярная механика
Когда драконы были большими: что мы знаем о приквеле «Игры престолов» Когда драконы были большими: что мы знаем о приквеле «Игры престолов»

Что мы знаем о о приквеле «Игры престолов» — «Дом дракона»

Cosmopolitan
12 душераздирающих ДТП с участием российских звезд 12 душераздирающих ДТП с участием российских звезд

Громкие аварии с участием российских звезд

Cosmopolitan
Антропологи нашли слепки утерянных во время войны окаменелостей неандертальца Антропологи нашли слепки утерянных во время войны окаменелостей неандертальца

Палеоантропологи обнаружили слепки костей неандертальца Ле Мустье–1

N+1
Этика беспилотников: как нельзя кодировать мораль Этика беспилотников: как нельзя кодировать мораль

Что на самом деле делают, когда пытаются научить беспилотник морали

Популярная механика
«Игра в кальмара»: 12 фанатских теорий, которые еще безумнее, чем сам сериал «Игра в кальмара»: 12 фанатских теорий, которые еще безумнее, чем сам сериал

Сериал, конечно, породил множество теорий, одна безумнее другой

Cosmopolitan
Феминизм, шаманство и тату: четыре художницы из Якутии, которых нужно знать Феминизм, шаманство и тату: четыре художницы из Якутии, которых нужно знать

Четыре наиболее интересных современных якутских художницы

СНОБ
Как кишечные бактерии влияют на мозг и развитие ментальных болезней Как кишечные бактерии влияют на мозг и развитие ментальных болезней

Настроение может меняться из-за бактерий, которые живут в кишечнике

РБК
Исследование: 60% россиянок считают, что расходы на беременность — забота мужчины Исследование: 60% россиянок считают, что расходы на беременность — забота мужчины

Россиянки считают, что отец должен взять на себя расходы на беременность

Forbes
Сильная & смелая Сильная & смелая

Столкнувшись с насилием, важно найти в себе силы вернуться к достойной жизни

Домашний Очаг
Что такое NVMe SSD: чем он лучше SATA Что такое NVMe SSD: чем он лучше SATA

Чем NVMe SSD лучше SATA?

CHIP
От теплой ванны до гимнастики: как избавиться от боли во время месячных? От теплой ванны до гимнастики: как избавиться от боли во время месячных?

Почему во время месячных болит живот и можно ли избавиться от этой проблемы?

Psychologies
«Оставила пуповину вместе с плацентой». Женщина рассказала про лотосовые роды «Оставила пуповину вместе с плацентой». Женщина рассказала про лотосовые роды

Лотосовые роды — это необычная традиция родом с Бали

Cosmopolitan
Высвобождение ядерных отходов и новых вирусов - к чему может привести таяние ледников Высвобождение ядерных отходов и новых вирусов - к чему может привести таяние ледников

Уменьшение льдов Арктики может привести к распространению ядерных отходов

Популярная механика
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
Кому мы нужны? Кому мы нужны?

Что поможет подружиться с диджитал-технологиями и построить карьеру в Сети?

Psychologies
Не такой, как остальные. Тест-драйв Chevrolet Trailblazer Не такой, как остальные. Тест-драйв Chevrolet Trailblazer

Где выпускают самый маленький кроссовер Chevrolet?

РБК
#тыжедевочка #тыжедевочка

Времена меняются, а в жизни женщин по-прежнему остается много «нельзя»

Домашний Очаг
Открыть в приложении