Такой цвет шерсти оказался связан с уникальной мутацией в гене Arhgap36, который активирует выработку определенных пигментов
Рыжие коты привлекают внимание своим ярким окрасом, а в соцсетях распространяются мемы о том, что такие животные — особенные, отличные от собратьев с другими цветами шерсти. Оказалось, что за их эффектным внешним видом действительно скрываются интересные генетические механизмы, которые выделяют их среди остальных животных.
Почему вообще они рыжие? И как получается, что такие животные чаще оказываются самцами, чем самками? Генетики совсем недавно заглянули глубже в устройство кошачьей ДНК, чтобы ответить на эти вопросы, ну а мы рассказываем подробнее, какие уникальные особенности раскрыли ученые.
Что делает котов рыжими?
Как выяснили генетики из Стэнфордского университета, оказалось, что в организме кошки действует уникальный генетический механизм, который отличается от привычных схем. У большинства животных за цвет шерсти и кожи отвечает белок MC1R, однако у кошачьих окрас определяется недавно обнаруженным геном Arhgap36. Основной его особенностью служит способность регулировать выработку пигментов в меланоцитах — клетках кожи, отвечающих за цвет шерсти.
В отличие от привычного механизма, основанного на белке MC1R, Arhgap36 активирует новый молекулярный путь, переключающий клетки на выработку светло-красного пигмента. Этот процесс не зависит от активности MC1R и происходит за счет увеличения количества белка Arhgap36. Это вызвано специфической генетической мутацией, представляющей собой удаление участка ДНК, который, как полагают ученые, участвует в регуляции экспрессии Arhgap36.
У рыжих котов такая хромосомная перестройка повышает активность гена, что приводит к значительному увеличению количества РНК и, как следствие, белка в меланоцитах. Ученые подтвердили это, обнаружив мутацию у всех изученных рыжих, черепаховых и трехцветных кошек, а также продемонстрировав ее связь с увеличением количества Arhgap36 в оранжевых участках шерсти у трехцветных кошек.
Открытие роли Arhgap36 в формировании окраса стало неожиданностью, так как этот ген ранее ассоциировался с другими аспектами эмбрионального развития и никогда не связывался с цветом шерсти. Делеционная мутация, влияющая только на функцию гена в меланоцитах, не вызывает негативных последствий для здоровья кошек.
Почему рыжие коты чаще самцы?
В начале XX века, еще до полного понимания механизма наследования пола, американский генетик Кларенс Кук Литтл предложил теорию, согласно которой пол и окрас животного связаны с Х-хромосомой. Эта идея стала основой для объяснения, почему черепаховые кошки почти всегда самки, а рыжие коты — в основном самцы.
Литтл предположил, что самки кошек имеют две Х-хромосомы (XX), а самцы — одну Х-хромосому и одну Y-хромосому (XY). Ген, определяющий рыжий окрас, находится на Х-хромосоме и существует в двух формах: «нормальной» (не рыжей) и «вариантной» (рыжей). У самцов, имеющих только одну Х-хромосому, цвет шерсти определяется одним вариантом гена: они либо полностью рыжие, либо не рыжие. Тут все зависит от матери кота: если она рыжая или носит ген такого окраса, то у самца есть все шансы быть похожим на нее.
У самок же, которые имеют две Х-хромосомы (XX-комплект), окрашивание шерсти становится более сложным процессом. У кошек каждая клетка случайным образом «выключает» одну из Х-хромосом в ходе эмбрионального развития, процесс, известный как инактивация Х-хромосомы. Это означает, что у самок окрас может быть комбинированным, например, черепаховым и трехцветным, в зависимости от того, какая из двух Х-хромосом активна в конкретной части кожи. Такой паттерн распределения цветов практически невозможен у самцов, поскольку они обладают лишь одной Х-хромосомой.
Чтобы самка была рыжей, она должна получить две Х-хромосомы с геном рыжего окраса — одну от каждого родителя. Однако вероятность такого сочетания низка, если доля рыжих котов среди популяции составляет около 20%. Таким образом, рыжие кошки составляют лишь небольшую долю популяции, в то время как рыжие коты встречаются значительно чаще.
Иногда в природе встречаются самцы черепахового или трехцветного окраса, но это связано с генетической аномалией — наличием дополнительной Х-хромосомы (XXY), что также приводит к их бесплодию. Эти исключительные случаи подтверждают основную роль Х-хромосомы в наследовании цвета шерсти у кошек и объясняют, почему рыжий окрас преобладает среди самцов.
Исследование американских генетиков также подтвердило, что мутация в гене Arhgap36, расположенном на Х-хромосоме, связана с рыжим окрасом у котов. Вероятно, она влияет на регуляцию экспрессии гена, усиливая выработку рыжего пигмента. У самцов такая мутация проявляется однозначно, тогда как у самок она активна лишь на тех участках кожи, где соответствующая Х-хромосома активна.
Анастасия Туркова