Описана пара генов, которые отвечают у кошек за разные варианты окраса, — от пятнистого до черепахового

Учёные из Стэнфордского университета (США) сообщают, что им удалось разгадать загадку черепаховой масти кошек. Впрочем, точнее будет сказать, что загадка тут не столько в самой окраске, сколько в том, что она не единственная: есть кошки полосатые, есть пятнистые, а есть черепаховые. И можно представить, как черепаховая масть получается из полосатой: когда полосы начинают разбухать и расползаться, образуя цветовые пятна и завихрения. Между прочим, такие вариации в расцветке присущи не только домашним, но и диким кошкам. Среди гепардов встречаются особи, у которых привычная пятнистая окраска будто даёт сбой: пятна сливаются и словно плывут по шкуре животного. Какое-то время таких отчасти черепаховых гепардов считали другим видом.

Авторы статьи нашли ответ на этот вопрос в весьма неожиданном месте — приюте для бездомных 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. Грегори Барш (Gregory Barsh) и его коллеги попытались найти генетические корни окраски, собрав образцы тканей кожи у 58 пятнистых и 19 полосатых кошек и сравнив их геномы.

Зоологи также сравнили геномы гепардов с обычными пятнами на шкуре с обладателями необычных пятен. В результате в руках исследователей оказался малоизвестный ген, который назвали Taqpep — он кодирует фермент протеазу, расщепляющую другие белки. Оказалось, что черепаховый окрас сопровождается мутациями в обеих копиях гена. Если же хотя бы одна из них мутациями не затронута, у животного сохраняется обычная пятнистая окраска.

Однако всё оказалось не так просто. Taqpep в равной степени был активен как на тёмных, так и на светлых участках шкуры. Тогда на сцену вышел другой ген, Edn3, который работал только у основания тёмных шерстинок. Чтобы понять, как эти два гена взаимодействуют, исследователи обратились к эмбриональному развитию обычной кошки. Выяснилось, что уровень белка Taqpep постоянно возрастает в плоде в течение всего срока беременности. Edn3 же включается только к 7-й неделе, когда начинается рост волос. Taqpep создаёт схему, рисунок, который потом будет раскрашен с помощью Edn3. Рисунок, созданный Taqpep, в течение жизни уже не меняется: у кошек с возрастом число пятен и полос не увеличивается и не уменьшается — в отличие, скажем, от амфибий или некоторых рыб.

«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 (Gregory Barsh).

По мнению учёных, эти гены и мутации в них полностью определяют характер окраски. В связи с этим возникает следующий вопрос. Вариации в окрасе у диких кошек, пусть и не слишком часто, но случаются. Считается, что классический окрас того же гепарда помогает ему скрывать свое присутствие, прятаться от жертвы. Почему тогда эволюция не избавилась от тех вариантов расцветки, которые делают животное более заметным?

Однако роль Taqpep не сводится к рисованию узоров на шкуре. Он относится к классу генов, участвующих в управлении иммунитетом, кодирующих рецепторы, от которых зависит обнаружение вирусов в клетке. Возможно, мутации, которые сопровождаются вариациями в окрасе, помогают животным справляться с инфекцией. В этом случае риск быть обнаруженным на охоте компенсируется, так сказать, крепким здоровьем.

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.

Гепарды с двумя вариантами расцветки — обычной и «почти черепаховой» (фото авторов исследования)

Мутация в гене Taqpep превращает полоски на теле кошек в «леопардовые» пятна (Фото: Helmi Flick)

РИА Новости, science.compulenta.ru (по материалам Стэнфордского университета и журнала Science)