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

Астрономы отыскали экстремально яркие события разрыва звезд сверхмассивными черными дырами Астрономы отыскали экстремально яркие события разрыва звезд сверхмассивными черными дырами

Астрономы описали класс рекордно ярких транзиентов

N+1
Превращение энергии движения в тепловую оказалось не самым важным источником трения Превращение энергии движения в тепловую оказалось не самым важным источником трения

Физики построили микроскопическую модель трения

N+1
Неандертальцы сделали ретушеры из костей пещерного льва Неандертальцы сделали ретушеры из костей пещерного льва

Неандертальцы изготавливали предметы из костей пещерных львов

N+1
«Родные не знали, что этот ребенок существует»: правда и ложь об «отказниках» «Родные не знали, что этот ребенок существует»: правда и ложь об «отказниках»

Можем ли мы осуждать родителей за решение оставить ребенка?

Psychologies
Что скрывает от нас подземка: 10 интересных фактов о московском метро Что скрывает от нас подземка: 10 интересных фактов о московском метро

Московское метро — незаменимый транспорт, про который мы не все знаем

ТехИнсайдер
7 ваших вредных привычек, о которых вы даже не догадываетесь 7 ваших вредных привычек, о которых вы даже не догадываетесь

Не все привычки одинаково полезны, и далеко не всегда мы это осознаем

Psychologies
Для акупунктурных точек нашли анатомическую основу и рефлекторную цепь Для акупунктурных точек нашли анатомическую основу и рефлекторную цепь

Идея иглоукалывания объясняется учеными

N+1
Экранизации Шерлока Холмса: почему советская с Ливановым — лучшая в мире Экранизации Шерлока Холмса: почему советская с Ливановым — лучшая в мире

Какой именно кинообраз Шерлока Холмса наиболее правильный?

Популярная механика
Эдвард Радзинский. Прощальная гастроль клуба «418» Эдвард Радзинский. Прощальная гастроль клуба «418»

Эдвард Радзинский остается блистательным рассказчиком

СНОБ
VR-кинотеатры, клубы и планетарии: кто и как продает виртуальную реальность в России VR-кинотеатры, клубы и планетарии: кто и как продает виртуальную реальность в России

Кто и как занимается дистрибуцией виртуальной реальности в России

Inc.
Археологи обнаружили большой римский храм в финикийском городе Тир Археологи обнаружили большой римский храм в финикийском городе Тир

Археологи обнаружили большой храм на самой высокой точке города Тир

N+1
Сувениры Севера Сувениры Севера

Норильск — город «Норникеля» и ворота главного природного сокровища Заполярья

Robb Report
Кому и за что дали Нобелевские премии по естестественным наукам в 2021 году Кому и за что дали Нобелевские премии по естестественным наукам в 2021 году

Выбор лауреатов Нобелевской премии показывает текущее состояние мировой науки

СНОБ
Почему мы регулярно играем роль «жертвы» в отношениях Почему мы регулярно играем роль «жертвы» в отношениях

На протяжении жизни регулярно настигают неприятности, и ситуация повторяется?

Psychologies
Снимите это немедленно: Джоли и другие звезды с плохим наращиванием волос Снимите это немедленно: Джоли и другие звезды с плохим наращиванием волос

Наткнуться на неумелого мастера по наращиванию волос не такая уж редкая проблема

Cosmopolitan
30 признаков эмоциональной травмы 30 признаков эмоциональной травмы

Как распознать симптомы эмоциональных ран?

Psychologies
Беата Маковская. Одесский дворик Беата Маковская. Одесский дворик

Беата Маковская: «Я не думала, что после «Ликвидации» проснусь знаменитой»

Коллекция. Караван историй
Читать нельзя бросить: 6 сложных фантастов, которые смогут вас удивить Читать нельзя бросить: 6 сложных фантастов, которые смогут вас удивить

Поверьте, игра стоит свеч – не зря же эти книги стали фантастической классикой!

Популярная механика
Другой берег Другой берег

Черногория готова принимать гостей как с моря, так и с суши

Robb Report
Краску для сиканской погребальной маски замешали на человеческой крови и птичьих яйцах Краску для сиканской погребальной маски замешали на человеческой крови и птичьих яйцах

Ученые исследовали артефакт возрастом около тысячи лет, обнаруженный в Перу

N+1
«Ашрам Шамбалы». Часть 3: Как сбежать из секты и устроить свою жизнь после «Ашрам Шамбалы». Часть 3: Как сбежать из секты и устроить свою жизнь после

Как удалось поймать гуру «Ашрам Шамбалы» и почему секта на этом не закончилась

СНОБ
«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
10 признаков превосходно замаскированной депрессии 10 признаков превосходно замаскированной депрессии

Как вычислить людей с депрессией и что делать дальше?

Psychologies
Суттират Энн Ларларб – о том, как создавались образы Джеймса Бонда для фильма «Не время умирать» Суттират Энн Ларларб – о том, как создавались образы Джеймса Бонда для фильма «Не время умирать»

Художница по костюмам рассказала нам, что повлияло на наряды агента 007

GQ
Не женщина и не поэт: почему Нобелевскую премию получил писатель из Танзании Не женщина и не поэт: почему Нобелевскую премию получил писатель из Танзании

Могло ли вручение Нобелевской премии Гурне быть политическим решением

Forbes
«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
Кремниевая революция: физики впервые смогли увидеть то, почему кремниевые элементы в батареях разрушаются так быстро Кремниевая революция: физики впервые смогли увидеть то, почему кремниевые элементы в батареях разрушаются так быстро

Как избежать разрушения кремниевых элементов в батареях

Популярная механика
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
Сиенна огненная Сиенна огненная

Жизнь Сиенны Миллер, одной из главных it-girls нулевых, кажется спокойной

Harper's Bazaar
4 факта о тревожности, которые помогут вам с ней справиться 4 факта о тревожности, которые помогут вам с ней справиться

Что важно знать о тревожности, чтобы с ней справиться

Psychologies
Открыть в приложении