Учёные раскрыли загадку рыжих котов спустя 60 лет поисков

Рыжая шерсть — один из самых узнаваемых признаков кошек и одновременно одна из самых упорных загадок кошачьей генетики

Более 60 лет точный ген, отвечающий за рыжую окраску шерсти у котов, оставался неизвестным. Две независимые группы исследователей обнаружили, что огненная шерсть наших любимых когтистых пушистиков, вероятнее всего, является результатом отсутствия участка ДНК в некодирующей белок части кошачьего генома.

Барш и его коллеги обнаружили, что в клетках кожи, где растёт рыжая шерсть, образуется в 13 раз больше РНК гена Arhgap36, чем в клетках кожи кошек без рыжей шерсти. Исследователи ожидали обнаружить мутацию в кодирующей белок части чрезмерно активного гена Arhgap36, однако с удивлением выяснили, что у рыжих кошек отсутствует участок ДНК рядом с геном ARHGAP36, что, предположительно, влияет на экспрессию остальной части гена.

В оранжевых участках шерсти активная хромосома (красная) содержит мутацию в гене Arhgap36, которая изменяет экспрессию генов, отвечающих за меланогенез и синтез феомеланина. В чёрных участках шерсти активная хромосома (красная) не содержит этой мутации

Исследователи проверили 188 кошек: 145 рыжих, 6 калико (трёхцветных) или черепаховых и 37 нерыжих. У всех рыжих животных они обнаружили одну и ту же мутацию — отсутствие участка ДНК длиной около 5 тысяч пар оснований.

Один результат неожиданностью не стал. Как давно и предполагалось, мутировавший ген расположен на X‑хромосоме кошки, что объясняет столь заметные различия рыжей окраски между полами. Большинство рыжих кошек — самцы, тогда как большинство самок с рыжей шерстью имеют разноцветную пятнистую окраску.

Котёнок окраса калико

Обе команды подтвердили, что мутация, отвечающая за рыжую шерсть, находится на X‑хромосоме, чем и объясняются столь выраженные половые различия в рисунке окраски. У млекопитающих в каждой клетке случайным образом инактивируется одна из двух X‑хромосом, что помогает избежать избыточной экспрессии её генов. Поэтому у рыжих кошек‑самок в части развивающихся тканей кожи активна X‑хромосома с рыжей мутацией, тогда как в соседних клетках X‑хромосома с этой мутацией почти не работает. В редких случаях, когда мутация присутствует на обеих X‑хромосомах, самка вырастает таким же огненно‑рыжим пушистым шаром, как и любой рыжий самец.

Второе исследование под руководством генетика Университета Кюсю Хидэхиро То также определило Arhgap36 как ген рыжей окраски кошек. Исследователи обнаружили, что повышенная экспрессия этого гена подавляет гены образования пигмента, переключая синтез с тёмно‑коричневого и чёрного эумеланина на красновато‑жёлтый феомеланин. Оба исследования опубликованы в Current Biology.