Ген полосатости у кошек — как формируются узоры на их шерсти?

Биологи выяснили, что за узор на шерсти домашних и диких кошек отвечает один ключевой участок ДНК — геном Dkk 4. Если этот ген повредить, то котенок родится с узором в мелкую крапинку.

Еще в середине XX века британский математик Алан Тьюринг (которого в кино сыграл Бенедикт Камбербэтч) предположил, что полоски и пятна на шкуре животных возникают еще в эмбрионе в результате взаимодействий двух сигнальных молекул, которые с разной скоростью распространяются по всему эмбриону.

Так формируются не только полоски у животных, но и многие другие особенности — например, пальцы на руках и ногах человека.

Несмотря на то, что процесс кажется простым, генетики подтвердили гипотезу Тьюринга совсем недавно — в 2012 году.

Тогда молекулярные биологи под руководством профессора Стэнфордского университета Грегори Барша выяснили, что за тип узоров на шерсти кошек и леопардов — полоски или пятна — отвечают мутации в гене Taqpep.

Это открытие объяснило, почему котята получаются в полоску или в пятна, но ведь осталось еще разобраться, что именно запускает этот процесс.

Чтобы это понять, в какой момент решается судьба котенка — будет он в пятнышко или в полоску, молекулярные биологи посмотрели на активность генов, которые формируют кожу и волосяные луковицы еще на стадии зародыша.

Ученые изучили кошек разных окрасов, сопоставили полученные данные и выделили гены, работа которых сильно отличалась от остальных.

Оказалось, будущая кожа в зародышах кошек состоит из двух разных типов наборов клеток, которые со временем превращаются в волосяные луковицы, эпидермис и другие составляющие кожи. Всем этим процессом управляет ген под названием Dkk 4.

Если ученые повреждали этот ген, то котята теряли полосатый или пятнистый окрас, который передали им родители.

Вместо этого они становились похожими на египетских мау, абиссинских и бирманских кошек, шерсть которых окрашена «зонально». Так ученые называют узор в мелкую крапинку — он возникает, когда темные и светлые полосы чередуются внутри одного волоса.

Ученые в дальнейшем надются выяснить, как мутации гена Dkk 4 влияют на ген Taqpep и другие участки ДНК, которые определяют окрас кошек.

Так биологи поймут, как предки домашних и диких кошачьих эволюционировали, а также смогут выяснить, как эти участки генома заставляют одни и те же клетки вырабатывать пигменты разных цветов на протяжении всей жизни животного.