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

Миниатюрный орнитоптер стал одноногим прыгуном Миниатюрный орнитоптер стал одноногим прыгуном

Как инженеры создали робота-прыгуна массой меньше грамма

N+1
Вомбаты какают кубиками, а древние люди явно ели сыр с плесенью. Зачем ученые изучают фекалии? Вомбаты какают кубиками, а древние люди явно ели сыр с плесенью. Зачем ученые изучают фекалии?

Фекалии человека и животных могут рассказать о мире больше, чем мы думаем

СНОБ
«Гипотеза белых дыр» «Гипотеза белых дыр»

Почему снаружи белая дыра не отличается от черной

N+1
Пёс Лео, выкупленный у сербских активистов, спас владельца отеля в Италии от смерти и так нашёл себе рабочее место Пёс Лео, выкупленный у сербских активистов, спас владельца отеля в Италии от смерти и так нашёл себе рабочее место

Четвероногий друг спас владельца отеля от смерти во время наводнения

Популярная механика
Это не то,что вы подумали: страпонтен, клитория, епитрахиль — слова, за которые вам не должно быть стыдно Это не то,что вы подумали: страпонтен, клитория, епитрахиль — слова, за которые вам не должно быть стыдно

О словах, за которые вам не должно быть стыдно, пусть и звучат они забавно

ТехИнсайдер
Самая известная советская эскортница: как сложилась судьба «Интердевочки» Самая известная советская эскортница: как сложилась судьба «Интердевочки»

Елена Яковлева с детства знала, что станет актрисой

Cosmopolitan
Что посмотреть, пока не вышел новый сезон сериала «Игра в кальмара» Что посмотреть, пока не вышел новый сезон сериала «Игра в кальмара»

Фильмы и сериалы, которые идеально вписываются во вселенную «Игры в кальмара»

Maxim
«Обещаю оставаться для тебя загадкой»: Анна Седокова скрывает родителей от мужа «Обещаю оставаться для тебя загадкой»: Анна Седокова скрывает родителей от мужа

Янис Тимма еще не всё узнал о своей жене Анне Седоковой

Cosmopolitan
5 небанальных фильмов на Хеллоуин 5 небанальных фильмов на Хеллоуин

Фильмы для тех, кто наизусть знает классику ужасов

GQ
Правило нижнего белья Правило нижнего белья

Почему так важно выстраивать личные границы с детства

Лиза
Рыцарь футуризма Рыцарь футуризма

Как Джанни Маттиоли очистил итальянский футуризм от политики

Weekend
Рыжие — бесстыжие: как цвет кота влияет на его характер? Рыжие — бесстыжие: как цвет кота влияет на его характер?

Правда ли, что рыжие коты самые наглые, белые — ленивые, а черные — злые?

Maxim
Книги, которые изменят вас в лучшую сторону Книги, которые изменят вас в лучшую сторону

Эти книги заставляют посмотреть на жизнь иначе, заново понять, кто такой лидер

Популярная механика
Физики не нашли нарушений CPT-симметрии в распадах ортопозитрония Физики не нашли нарушений CPT-симметрии в распадах ортопозитрония

Выполнение CPT-симметрии в процессах трехфотонного распада ортопозитрония

N+1
Когда смешно, уже не страшно Когда смешно, уже не страшно

Елена Новикова – о жизни за 50, отношениях с телом, детьми и своими страхами

Домашний Очаг
«Мы идем в гору» «Мы идем в гору»

Основательница группы «Новые Самоцветы» Инна Маликова о будущем проекта

OK!
Подвиг офицера, который пожертвовал собой, чтобы спасти заложников во время «Норд-Оста» Подвиг офицера, который пожертвовал собой, чтобы спасти заложников во время «Норд-Оста»

Офицер предложил террористам себя в обмен на заложников в «Норд-Осте»

Maxim
Нельзя, запретить Нельзя, запретить

Героини, которые нашли свое призвание в «неженских» профессиях

Forbes Woman
Эксперименты с волосами: тонирование волос после мелирования Эксперименты с волосами: тонирование волос после мелирования

Как покрасить мелированные волосы, чтобы получить красивый оттенок?

VOICE
Самые страшные вещи, которые люди видели в море Самые страшные вещи, которые люди видели в море

Отправляешься на берег моря с бархатным песочком? Не забудь электрошокер

VOICE
«Беременная жена гонит меня ночью за мороженым. Это манипуляция?» «Беременная жена гонит меня ночью за мороженым. Это манипуляция?»

Что делать, если беременная жена просит мороженое в 3 часа ночи?

Psychologies
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
Многолетнюю мерзлоту нарекли ненадежным местом захоронения опасных отходов Многолетнюю мерзлоту нарекли ненадежным местом захоронения опасных отходов

Таяние вечной мерзлоты может высвободить огромное количество токсичных веществ

N+1
39 цитат из «Приключений Чиполлино», вдруг ставших злободневными как никогда 39 цитат из «Приключений Чиполлино», вдруг ставших злободневными как никогда

Цитаты из «Приключений Чиполлино» теперь считают за пророческие

Maxim
Кислотность Кислотность

Что мы знаем о кислотности желудочного сока?

Maxim
4 правила. Как мужчине выжить в эпоху феминизма 4 правила. Как мужчине выжить в эпоху феминизма

Как не путать феминизм с матриархатом

СНОБ
Средневековый вопрос: каким получился фильм «Последняя дуэль» Средневековый вопрос: каким получился фильм «Последняя дуэль»

Зачем «Последней дуэли» переодевать актуальную тему в средневековое платье

РБК
Коробка переключения передач: виды, чем отличаются и как работают Коробка переключения передач: виды, чем отличаются и как работают

Разбираемся в устройстве коробок переключения передач

РБК
Советы советского хирурга, дожившего до 104 лет: 12 правил долголетия Советы советского хирурга, дожившего до 104 лет: 12 правил долголетия

Рекомендации о том, как продлить свою жизнь и оставаться бодрым

Cosmopolitan
Эсин Гюрал Аргат «Мне нравится быть в центре» Эсин Гюрал Аргат «Мне нравится быть в центре»

Турецкая бизнесвумен Эсин Гюрал Аргат — о бизнесе, женщинах и футболе

Forbes Woman
Открыть в приложении