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

«Ким Ир Сен: Вождь по воле случая» «Ким Ир Сен: Вождь по воле случая»

Как будущий правитель КНДР стал партизаном

N+1
Змеи утратили конечности в результате мутации генома Змеи утратили конечности в результате мутации генома

Змеи утратили конечности в ходе генетических мутаций около 150 млн лет назад

Популярная механика
56 млн лет назад Земля пережила климатический кризис. Может ли он случиться вновь 56 млн лет назад Земля пережила климатический кризис. Может ли он случиться вновь

Ученые изучили древние отложения в бассейне Бигхорн в Вайоминге, США

ТехИнсайдер
Как запустить стартап без денег (пошаговая инструкция) Как запустить стартап без денег (пошаговая инструкция)

Можно ли построить полноценный бизнес без денег?

Inc.
«Год Черной Обезьяны»: семейная сага о первых постсоветских десятилетиях «Год Черной Обезьяны»: семейная сага о первых постсоветских десятилетиях

Отрывок из романа-размышления о том, как прошлое определяет будущее

Forbes
Hyundai Creta. Те же яйца, только свежая партия Hyundai Creta. Те же яйца, только свежая партия

Hyundai Creta — обновленный крепкий кроссовер с невысокой ценой

4x4 Club
Используйте эти 5 способов, чтобы оценивать продуктивность сотрудников на удаленке Используйте эти 5 способов, чтобы оценивать продуктивность сотрудников на удаленке

5 способов повысить продуктивность и вовлеченность сотрудников на удаленке

Inc.
Как мир перестал слышать архитекторов Как мир перестал слышать архитекторов

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

Weekend
Честно о раке груди Честно о раке груди

Вокруг рака молочной железы по-прежнему много слухов и домыслов

Cosmopolitan
Новая добрая бедность Новая добрая бедность

Татьяна Алешичева о сериале «Уборщица»

Weekend
«Инвестирование — процесс дико интересный». Интервью с главой ВТБ Капитал Инвестиции Владимиром Потаповым «Инвестирование — процесс дико интересный». Интервью с главой ВТБ Капитал Инвестиции Владимиром Потаповым

Чем обусловлен взрывной интерес наших соотечественников к фондовому рынку

СНОБ
Калькуляция развода: как таблицы Excel помогли мне уйти от мужа Калькуляция развода: как таблицы Excel помогли мне уйти от мужа

Справиться с расставанием иногда помогают… таблицы

Cosmopolitan
«Евреев — на Мадагаскар!» «Евреев — на Мадагаскар!»

Призыв отправить евреев на Мадагаскар впервые прозвучал в Польше

Дилетант
В сперме не было ни одного сперматозоида: как я перенесла неудачную попытку ЭКО В сперме не было ни одного сперматозоида: как я перенесла неудачную попытку ЭКО

Беременность не всегда наступает быстро

Cosmopolitan
Короткие импульсы продлили эффект глубокой стимуляции мозга при болезни Паркинсона Короткие импульсы продлили эффект глубокой стимуляции мозга при болезни Паркинсона

Короткие импульсы тока продлили эффект глубокой стимуляции при Паркинсоне

N+1
Паразиты паразитов Паразиты паразитов

Неприятные существа в цепочке гиперпаразитизма

Популярная механика
«К черту мое лицо». Кто делает маски Канье Уэсту и зачем он их носит «К черту мое лицо». Кто делает маски Канье Уэсту и зачем он их носит

Рассказываем о других фантасмагорических головных уборах Канье Уэсту

РБК
Платформы говорят Платформы говорят

Cтриминговые сервисы множатся и производят огромное количество контента

GQ
Реально ли выжить на планете Арракис из вселенной Дюны — ответ климатологов Реально ли выжить на планете Арракис из вселенной Дюны — ответ климатологов

Ученые построили климатическую модель Арракиса

Популярная механика
Маленькие страсти – большие трагедии Маленькие страсти – большие трагедии

Когда ребенок закатывает истерику, так и хочется прекратить это силой

Добрые советы
Чуть симпатичнее обезьяны: самые некрасивые секс-символы Чуть симпатичнее обезьяны: самые некрасивые секс-символы

Они совсем не красавчики. Но обаятельные!

Cosmopolitan
Что нельзя говорить тому, кто разочаровался в жизни Что нельзя говорить тому, кто разочаровался в жизни

Что делать, если вы поняли, что вашего близкого посещают суицидальные мысли?

Psychologies
«Золотые руки» или человек-катастрофа? Как знаки зодиака ведут себя в быту «Золотые руки» или человек-катастрофа? Как знаки зодиака ведут себя в быту

Давай посмотрим, как знаки зодиака ведут себя в быту

Cosmopolitan
6 моментов, которые многое расскажут вам о характере человека 6 моментов, которые многое расскажут вам о характере человека

Благодаря умению разбираться в людях мы понимаем, кому стоит доверять

Psychologies
Не можем повторить! Не можем повторить!

Какие настроения царили в странах после завершения Первой мировой войны

Дилетант
«Боль в твоей голове: Откуда она берется и как от нее избавиться» «Боль в твоей голове: Откуда она берется и как от нее избавиться»

Отрывок из книги Аманды Эллисон «Боль в твоей голове» о головной боли

N+1
Фамильные ценности Фамильные ценности

Современные люди относятся к своим фамилиям по-дворянски

Наука
«Ничего подлого я не сделал». Саксофонист Игорь Бутман о джазе с Клинтоном и хоккее с Путиным «Ничего подлого я не сделал». Саксофонист Игорь Бутман о джазе с Клинтоном и хоккее с Путиным

Игорь Бутман — о переплетении джаза как музыки свободы и работы на власть

СНОБ
«Я любила свой токсикоз»: мне пересадили матку, чтобы я родила ребенка «Я любила свой токсикоз»: мне пересадили матку, чтобы я родила ребенка

Операция по пересадке матки стала реальностью для некоторых женщин

Cosmopolitan
«Обязательный завтрак, вредный кофе и опасный фастфуд. Почему  почти все, что нам рассказывали о еде, неправда» «Обязательный завтрак, вредный кофе и опасный фастфуд. Почему  почти все, что нам рассказывали о еде, неправда»

Насколько популярные утверждения о еде иногда далеки от правды

N+1
Открыть в приложении