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

Поражение миндалины не дало людям принести одного в жертву ради спасения многих Поражение миндалины не дало людям принести одного в жертву ради спасения многих

Пациенты с болезнью Убраха-Вите отказываются приносить в жертву невинного

N+1
«Важно найти золотую середину между изменчивостью и стабильностью нормативной базы» «Важно найти золотую середину между изменчивостью и стабильностью нормативной базы»

Главные проблемы нормативного регулирования в строительстве

Наука
«Неизведанное тело». Удивительные истории о том, как работает наш организм «Неизведанное тело». Удивительные истории о том, как работает наш организм

Отрывок из книги Джонатана Райсмена «Неизведанное тело» — о травмах глаз

N+1
6 известных людей, которым можно позвонить 6 известных людей, которым можно позвонить

Теперь ты знаешь, чей номер набрать тоскливым осенним вечером

Maxim
Пять языков любви Пять языков любви

Секрет прочных отношений

kiozk originals
«Делимобиль»: трудности коммунистического роста «Делимобиль»: трудности коммунистического роста

Выход «Делимобиля» на IPO призван решить проблему внушительного долга компании

Эксперт
Миссия невыполнима: что стало с лицом Тома Круза Миссия невыполнима: что стало с лицом Тома Круза

Том Круз — человек-загадка. Никто и никогда не понимал, сколько ему лет

Cosmopolitan
Что такое NVMe SSD: чем он лучше SATA Что такое NVMe SSD: чем он лучше SATA

Чем NVMe SSD лучше SATA?

CHIP
8 способов стильно завязать платок 8 способов стильно завязать платок

Платок может гораздо больше, чем просто красоваться на шее!

Лиза
«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
Запечатывает от мороза: почему ты должна сделать японский маникюр этой осенью Запечатывает от мороза: почему ты должна сделать японский маникюр этой осенью

Самый эффективный способ восстановить ногти — сделать японский маникюр

Cosmopolitan
В Иерусалиме обнаружили частный каменный туалет возрастом 2700 лет В Иерусалиме обнаружили частный каменный туалет возрастом 2700 лет

Археологи обнаружили каменный туалет в древнем царском поместье в Иерусалиме

N+1
Эдвард Лир: «Большая книга чепухи». Новое издание классика бессмыслицы Эдвард Лир: «Большая книга чепухи». Новое издание классика бессмыслицы

Отрывок из книги путевых заметок Эдварда Лира

СНОБ
5 лучших БДСМ-девайсов для сексуальных экспериментов 5 лучших БДСМ-девайсов для сексуальных экспериментов

Почему БДСМ - это нормально, и как плавно внедрить его в вашу жизнь

Playboy
Секс и саспенс в Белграде Секс и саспенс в Белграде

«Дунай» Любови Мульменко, поляроидный снимок докарантинной эпохи

Weekend
Сотворение Адама Сотворение Адама

За что все (и мы) любят Адама Драйвера

Glamour
Как поведение человека зависит от генетики Как поведение человека зависит от генетики

Что больше влияет на характер человека: генетика или среда, в которой он вырос?

РБК
Автомобили на дровах: как технологии СССР помогут пережить апокалипсис на колесах Автомобили на дровах: как технологии СССР помогут пережить апокалипсис на колесах

Каждый, кто слышит про машины на дровах, первым делом восклицает: «Бред!»

Maxim
Митохондрии: как позаботиться о них и о своем здоровье? Митохондрии: как позаботиться о них и о своем здоровье?

Проблемы с митохондриями многие ученые считают основной причиной старения

Reminder
Хочешь сладких апельсинов? Хочешь сладких апельсинов?

Истории людей, которые решили разнообразить свою сексуальную жизнь

Лиза
«Полка» на выходе: усадьба Абрамцево «Полка» на выходе: усадьба Абрамцево

Как сейчас живёт усадьба Абрамцево — популярный музей с большими планами

Полка
«Я чувствую себя девственницей!» Женщина полностью отказалась от секса на 3 года «Я чувствую себя девственницей!» Женщина полностью отказалась от секса на 3 года

Тереза Брукс в 49 лет решила полностью отказаться от интимной близости

Cosmopolitan
Актеры, которые напортачили в первый день съемок Актеры, которые напортачили в первый день съемок

И даже среди звезд кинематографа найдутся те, кто испортят все в первый день!

Maxim
Диджитал-этикет для взрослых: журналисты WSJ составили ряд рекомендаций о цифровой этике и гигиене Диджитал-этикет для взрослых: журналисты WSJ составили ряд рекомендаций о цифровой этике и гигиене

Как выглядит цифровой этикет в современном мире?

Inc.
Ночная рыбалка: чем она лучше дневной Ночная рыбалка: чем она лучше дневной

Ночная рыбалка дарит непередаваемые ощущения

Популярная механика
Детективная история из Финляндии. Элина Бакман: «Когда умирает король» Детективная история из Финляндии. Элина Бакман: «Когда умирает король»

Отрывок из захватывающего триллера «Когда умирает король»

СНОБ
Шарль Азнавур: «Я всем говорю правду. Могу себе позволить — в моем-то возрасте» Шарль Азнавур: «Я всем говорю правду. Могу себе позволить — в моем-то возрасте»

Три года назад умер великий французский шансонье Шарль Азнавур

Maxim
Хэллоуин по-русски: 10+ самых странных мистических историй из реальной жизни Хэллоуин по-русски: 10+ самых странных мистических историй из реальной жизни

Пугающие и смешные мистические истории

Cosmopolitan
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
6 культовых фильмов про творческих пьяниц 6 культовых фильмов про творческих пьяниц

Фильмы про творческих людей, которые только и делают, что пьют и философствуют

GQ
Открыть в приложении