Ученые обнаружили ген полосатой и пятнистой окраски кошек

Ген Taqpep оказался общим переключателем формы рисунка на шкуре многих видов кошек - нормальная версия этого гена приводит к появлению тигровых полосок, а мутантная - леопардовых пятен.

Об этом говорится в статье, опубликованной в журнале Science.

"До сих пор никому не удавалось объяснить с точки зрения биологии, откуда берутся пятна на шкуре гепардов, полоски тигров, зебр или даже рисунки на теле обычных домашних кошек. Клетки темных полосок каким-то непостижимым образом знают, что они должны быть черными и помнят об этом на протяжении всей жизни кошки. Нас заинтересовало, что же происходит на границе между светлыми и темными участками и почему пятна и полоски растут вместе с животным", - заявил руководитель группы биологов Грегори Барш из Стэнфордского университета (США).

Барш и его коллеги пытались понять, как возникают полоски на теле чрезвычайно редких королевских гепардов, встречающиеся в некоторых районах Зимбабве и некоторых других африканских стран.

Авторы статьи нашли ответ на этот вопрос в весьма неожиданном месте - приюте для диких кошек, пойманных социальными службами штата Калифорния и ожидающих стерилизации.

Как объясняют ученые, рисунок на шкуре у одичавших кошек и их домашних сородичей не является случайным - как правило, потомство наследует тигровые полоски или леопардовые пятна от родителей. Барш и его коллеги попытались найти генетические корни окраски, собрав образцы тканей кожи у 58 пятнистых и 19 полосатых кошек и сравнив их геномы.

Сравнение ДНК кошек позволило ученым обнаружить особый участок на первой хромосоме, который управлял окраской и формой рисунка на их шкуре. Затем ученые сопоставили структуру этого фрагмента в геномах полосатых и пятнистых кошек, пытаясь найти сходства и различия между особями в этих группах.

По словам биологов, данная часть генома достаточно сильно отличались друг от друга у полосатых кошек, тогда как у пятнистых хищников она содержала несколько совпадающих участков в гене Taqpep. Исследователи сравнили структуру этого гена в ДНК крупных кошек, в том числе гепардов и тигров, и обнаружили, что Taqpep содержал мутацию в геномах всех кошек с пятнистым окрасом.

Авторы статьи попытались выяснить роль этих мутаций в формировании окраски кошачьих, изучив процесс формирования волосяных луковиц и других компонентов кожи в зародыше кошки. 

По их словам, включение Taqpep в определенный период развития зародыша приводит к тому, что работа гена черной окраски Edn3 усиливается в части пигментных клеток, тогда как в других он подавляется.

Благодаря этому на будущей шкуре кошки появляются характерные полоски или точки в зависимости от наличия или отсутствия мутации в гене Taqpep. Эти изменения в работе гена сохраняются на всю жизнь, что объясняет, почему пятна и полоски на теле кошек растут вместе с ними.

В своей следующей работе Барш и его коллеги планируют изучить, почему мутации в Taqpep не влияют на окраску некоторых крупных кошек, в том числе львов и пум.