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

Меланжевые войны Меланжевые войны

Выгодно ли превращать ресурсы в оружие

N+1
10 прочнейших автомобилей, способных пересечь пустыню 10 прочнейших автомобилей, способных пересечь пустыню

Автомобили, способные пересечь пустыню не хуже тачек из «Безумного Макса»

Популярная механика
Выяснилось, что микропластик вызывает резистентность к 4 видам антибиотиков Выяснилось, что микропластик вызывает резистентность к 4 видам антибиотиков

Микропластик активно помогает бактериям развивать устойчивость к лекарствам

Inc.
Гедеон Рихтер. С верой в жизнь Гедеон Рихтер. С верой в жизнь

Основатель компании "Гедеон Рихтер" был чрезвычайно скромным человеком...

Караван историй
Все фильмы Пон Джун Хо, снявшего «Микки 17» и «Паразиты»: от худшего к лучшему Все фильмы Пон Джун Хо, снявшего «Микки 17» и «Паразиты»: от худшего к лучшему

8 фильмов южнокорейского режиссера, от легких комедий до мощных триллеров

Maxim
«Шеф, всё пропало!» 5 знаков зодиака, которые не выносят непредсказуемости «Шеф, всё пропало!» 5 знаков зодиака, которые не выносят непредсказуемости

Для каких знаков зодиака важно держать руку на пульсе

Cosmopolitan
Семь лет в ящике под кроватью: история похищения Коллин Стэн Семь лет в ящике под кроватью: история похищения Коллин Стэн

Семь лет Коллин Стэн провела в ящике под кроватью

Cosmopolitan
Под водой, в космосе и даже в ДНК. Как человечество будет хранить информацию в будущем Под водой, в космосе и даже в ДНК. Как человечество будет хранить информацию в будущем

Самые новаторские и надежные варианты повесить замок на ваши файлы

Inc.
10 признаков превосходно замаскированной депрессии 10 признаков превосходно замаскированной депрессии

Как вычислить людей с депрессией и что делать дальше?

Psychologies
Этика беспилотников: как нельзя кодировать мораль Этика беспилотников: как нельзя кодировать мораль

Что на самом деле делают, когда пытаются научить беспилотник морали

Популярная механика
Тропическая гостья в Москве-реке Тропическая гостья в Москве-реке

Чудо природы в Москве-реке

Наука и жизнь
«Иван Грозный» Сергея Эйзенштейна: фильм о Сталине или автопортрет режиссера? «Иван Грозный» Сергея Эйзенштейна: фильм о Сталине или автопортрет режиссера?

О наследии картины «Иван Грозный» Эйзенштейна, о том, как она смотрится сегодня

Esquire
«Убил возлюбленную»: что не так с тем, как СМИ говорят о насилии над женщинами «Убил возлюбленную»: что не так с тем, как СМИ говорят о насилии над женщинами

Сама виновата: почему СМИ поддерживает виктимблейдинг

Cosmopolitan
Карина Андоленко: «Самоирония спасает в любой ситуации» Карина Андоленко: «Самоирония спасает в любой ситуации»

Карина Андоленко об испытаниях, о своем трудоголизме и правильном восстановлении

Здоровье
Непрофессионализм и ограничения: что мешает пивоварам работать с футбольными клубами в России Непрофессионализм и ограничения: что мешает пивоварам работать с футбольными клубами в России

Почему продажа пива на стадионах может помочь развитию российского футбола

Inc.
Примут ли одежду, залитую кровью, и еще 9 насущных вопросов работникам химчистки (с ответами) Примут ли одежду, залитую кровью, и еще 9 насущных вопросов работникам химчистки (с ответами)

Самые наболевшие вопросы о том, что происходит в химчистке

Maxim
Виктор Рыжаков. Портрет охотника на снегу Виктор Рыжаков. Портрет охотника на снегу

Художественный руководитель театра «Современник» Виктор Рыжаков

СНОБ
«Множественные святые Ньюарка» — приквел культового «Клана Сопрано». И лишний способ убедиться, что 20 лет назад все было лучше «Множественные святые Ньюарка» — приквел культового «Клана Сопрано». И лишний способ убедиться, что 20 лет назад все было лучше

Что не так с приквелом «Клана Сопрано»?

Esquire
Как короли и королевы XIX века отличались от своих парадных портретов? (галерея) Как короли и королевы XIX века отличались от своих парадных портретов? (галерея)

Некоторые художники… привирали о внешности королей и королев

Maxim
«Волшебный пинок». Что такое мотивация и почему найти ее можем только мы сами «Волшебный пинок». Что такое мотивация и почему найти ее можем только мы сами

Что такое мотивация? Это внутренняя причина делать что-то

Inc.
«Парень опозорил меня перед всей семьей, оценив мою готовку на 6 баллов из 10​​» «Парень опозорил меня перед всей семьей, оценив мою готовку на 6 баллов из 10​​»

Представьте, что вы приготовили ужин. И он понравился всем, кроме любимого

Psychologies
«Не время умирать»: прощание с мужественностью «Не время умирать»: прощание с мужественностью

Почему вам стоит посмотреть последнюю часть агента 007 с Дэниелом Крейгом

GQ
Присоединяй и властвуй Присоединяй и властвуй

Примеры объявления одним государством об аннексии другого

Дилетант
«Попробовали по-русски»: как начинался и как закончился ЖЖ — колыбель современной российской публицистики и политики. Таймлайн «Попробовали по-русски»: как начинался и как закончился ЖЖ — колыбель современной российской публицистики и политики. Таймлайн

Небольшой таймлайн, связанный с историей ЖЖ

Esquire
«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
9 малоизвестных, но хороших советских фильмов (часть 2) 9 малоизвестных, но хороших советских фильмов (часть 2)

Самое время открыть для себя другую сторону советского кино

Maxim
6 токсичных представлений о любви 6 токсичных представлений о любви

Влюбившись, мы ждем, что любовь станет ответом на все вопросы

Psychologies
Все говорят о криптовалютах: стратегии инвестирования в цифровые активы Все говорят о криптовалютах: стратегии инвестирования в цифровые активы

Что нужно знать о цифровых активах для успешного инвестирования?

Популярная механика
Кислотность Кислотность

Что мы знаем о кислотности желудочного сока?

Maxim
Зачарованная война Зачарованная война

О «Повести пламенных лет» Юлии Солнцевой, получившей приз за режиссуру в Канне

Weekend
Открыть в приложении