Ген рыжего кота: как разгадали загадку окраса
Почему рыжие коты почти всегда коты, а не кошки, знали давно: всё дело в X-хромосоме. А вот какой именно ген красит шерсть в рыжий, генетики не могли найти больше шестидесяти лет. Ответ в итоге нашли сразу две команды — в Японии и в США, — и он оказался совсем не там, где его искали.
Загадка, которая не сходилась
У млекопитающих есть всего два пигмента. Эумеланин даёт чёрный и коричневый цвет, феомеланин — жёлтый и рыжий. Какой из них будет вырабатывать пигментная клетка, обычно решает пара хорошо изученных генов, и у мышей, собак или людей рыжина наследуется по одним и тем же правилам.
Кошки в эту схему не вписывались. Рыжий окрас у них сцеплен с полом: нужный участок ДНК лежит на X-хромосоме, тогда как известные гены пигментации расположены на других хромосомах. Где именно сидит «рыжий» ген, оставалось неизвестным больше шестидесяти лет.
У большинства других млекопитающих, включая тигров, рыжий цвет с полом не связан. Кошка здесь — исключение.
Две команды, один ответ
15 мая 2025 года журнал Current Biology одновременно опубликовал две статьи. Одну подготовила группа Хироюки Сасаки из Университета Кюсю, другую — команда Грегори Барша из Стэнфордского университета. Работали они независимо, а пришли к одному и тому же гену — Arhgap36.
Японские генетики начали с ДНК 18 кошек: десяти рыжих и восьми нерыжих. У всех рыжих нашлась одна и та же поломка рядом с Arhgap36, у остальных её не было. Затем закономерность проверили ещё на 49 животных, в том числе по международной базе кошачьих геномов, — и она подтвердилась. Сасаки называет себя кошатником и признаётся, что найти этот ген было его давней мечтой. Часть денег на исследование собрали краудфандингом: по данным японской и нидерландской прессы, больше 10 миллионов иен.
Стэнфордская группа шла с другой стороны. Она сравнила, какие гены работают в коже под рыжей шерстью и под шерстью другого цвета. В рыжих участках РНК гена Arhgap36 оказалось примерно в 13 раз больше.
Поломка не в гене, а рядом
Исследователи ожидали найти мутацию в той части гена, по которой собирается белок. Её там не было. Вместо этого прямо перед геном не хватало участка некодирующей ДНК длиной около пяти тысяч пар оснований.
Сам белок от этого не меняется — меняется то, где и сколько его производится. Без пропавшего участка Arhgap36 включается в меланоцитах, пигментных клетках кожи. Там он подавляет гены, нужные для чёрно-коричневого пигмента, и клетка переходит на рыжий.
До этих работ Arhgap36 вообще не связывали с окраской. Его знали в основном по работе в органах, вырабатывающих гормоны, например в гипофизе. У других животных избыток или недостаток этого белка вызывает нарушения развития, но у рыжих кошек его лишняя активность, судя по всему, ограничена пигментными клетками. Явного вреда для здоровья исследователи не обнаружили.
Почему рыжих кошек мало, а трёхцветных котов почти нет
У кота одна X-хромосома, и одной копии мутации ему хватает, чтобы стать рыжим. У кошки X-хромосом две. Чтобы стать сплошь рыжей, ей нужна мутация на обеих, а это случается заметно реже.
Если мутация только на одной хромосоме, получается пятнистая шерсть. В каждой клетке раннего зародыша одна из двух X-хромосом случайно отключается, и потомки этой клетки наследуют выбор. Где выключилась «рыжая» хромосома, растёт тёмная шерсть, где «нерыжая» — рыжая. Японская команда показала, что Arhgap36 как раз из тех генов, которые замолкают на отключённой хромосоме. Так получаются черепаховые кошки. Коту с единственной X-хромосомой такая мозаика недоступна, поэтому черепаховый или трёхцветный кот — большая редкость, обычно связанная с лишней X-хромосомой.
Трёхцветные — те же черепаховые, только с ещё одной мутацией, которая отвечает за белые пятна: она влияет на то, как пигментные клетки выживают и расселяются по телу зародыша. С белым окрасом у кошек связана и другая особенность — разный цвет глаз.
Что дальше
По оценке авторов, общий рыжий предок нынешних кошек жил больше 900 лет назад. Сасаки хочет выяснить, откуда мутация взялась изначально, и думает обратиться к древнеегипетским изображениям кошек и ДНК кошачьих мумий — в Древнем Египте кошек мумифицировали в огромных количествах.
Ген Arhgap36 есть и у человека, где его связывают с раком кожи и выпадением волос, поэтому японская группа собирается изучать его работу на культурах кошачьих клеток. А вот репутацию рыжих котов как особенно простодушных наука не подтверждает: Сасаки допускает связь окраса с характером, но признаёт, что доказательств этому пока нет.
Загадка, которая не сходилась
У млекопитающих есть всего два пигмента. Эумеланин даёт чёрный и коричневый цвет, феомеланин — жёлтый и рыжий. Какой из них будет вырабатывать пигментная клетка, обычно решает пара хорошо изученных генов, и у мышей, собак или людей рыжина наследуется по одним и тем же правилам.
Кошки в эту схему не вписывались. Рыжий окрас у них сцеплен с полом: нужный участок ДНК лежит на X-хромосоме, тогда как известные гены пигментации расположены на других хромосомах. Где именно сидит «рыжий» ген, оставалось неизвестным больше шестидесяти лет.
У большинства других млекопитающих, включая тигров, рыжий цвет с полом не связан. Кошка здесь — исключение.
Две команды, один ответ
15 мая 2025 года журнал Current Biology одновременно опубликовал две статьи. Одну подготовила группа Хироюки Сасаки из Университета Кюсю, другую — команда Грегори Барша из Стэнфордского университета. Работали они независимо, а пришли к одному и тому же гену — Arhgap36.
Японские генетики начали с ДНК 18 кошек: десяти рыжих и восьми нерыжих. У всех рыжих нашлась одна и та же поломка рядом с Arhgap36, у остальных её не было. Затем закономерность проверили ещё на 49 животных, в том числе по международной базе кошачьих геномов, — и она подтвердилась. Сасаки называет себя кошатником и признаётся, что найти этот ген было его давней мечтой. Часть денег на исследование собрали краудфандингом: по данным японской и нидерландской прессы, больше 10 миллионов иен.
Стэнфордская группа шла с другой стороны. Она сравнила, какие гены работают в коже под рыжей шерстью и под шерстью другого цвета. В рыжих участках РНК гена Arhgap36 оказалось примерно в 13 раз больше.
Поломка не в гене, а рядом
Исследователи ожидали найти мутацию в той части гена, по которой собирается белок. Её там не было. Вместо этого прямо перед геном не хватало участка некодирующей ДНК длиной около пяти тысяч пар оснований.
Сам белок от этого не меняется — меняется то, где и сколько его производится. Без пропавшего участка Arhgap36 включается в меланоцитах, пигментных клетках кожи. Там он подавляет гены, нужные для чёрно-коричневого пигмента, и клетка переходит на рыжий.
До этих работ Arhgap36 вообще не связывали с окраской. Его знали в основном по работе в органах, вырабатывающих гормоны, например в гипофизе. У других животных избыток или недостаток этого белка вызывает нарушения развития, но у рыжих кошек его лишняя активность, судя по всему, ограничена пигментными клетками. Явного вреда для здоровья исследователи не обнаружили.
Почему рыжих кошек мало, а трёхцветных котов почти нет
У кота одна X-хромосома, и одной копии мутации ему хватает, чтобы стать рыжим. У кошки X-хромосом две. Чтобы стать сплошь рыжей, ей нужна мутация на обеих, а это случается заметно реже.
Если мутация только на одной хромосоме, получается пятнистая шерсть. В каждой клетке раннего зародыша одна из двух X-хромосом случайно отключается, и потомки этой клетки наследуют выбор. Где выключилась «рыжая» хромосома, растёт тёмная шерсть, где «нерыжая» — рыжая. Японская команда показала, что Arhgap36 как раз из тех генов, которые замолкают на отключённой хромосоме. Так получаются черепаховые кошки. Коту с единственной X-хромосомой такая мозаика недоступна, поэтому черепаховый или трёхцветный кот — большая редкость, обычно связанная с лишней X-хромосомой.
Трёхцветные — те же черепаховые, только с ещё одной мутацией, которая отвечает за белые пятна: она влияет на то, как пигментные клетки выживают и расселяются по телу зародыша. С белым окрасом у кошек связана и другая особенность — разный цвет глаз.
Что дальше
По оценке авторов, общий рыжий предок нынешних кошек жил больше 900 лет назад. Сасаки хочет выяснить, откуда мутация взялась изначально, и думает обратиться к древнеегипетским изображениям кошек и ДНК кошачьих мумий — в Древнем Египте кошек мумифицировали в огромных количествах.
Ген Arhgap36 есть и у человека, где его связывают с раком кожи и выпадением волос, поэтому японская группа собирается изучать его работу на культурах кошачьих клеток. А вот репутацию рыжих котов как особенно простодушных наука не подтверждает: Сасаки допускает связь окраса с характером, но признаёт, что доказательств этому пока нет.
Источник: salt.mediasalt.ru
Комментарии (0)
{related-news}
[/related-news]