Рыжие коты всегда выделялись среди своих сородичей. Но мало кто подозревал, что за их необычной окраской скрывается генетическая загадка, которую учёные пытались разгадать более 60 лет. Теперь две независимые исследовательские группы наконец нашли ответ.
Оказалось, что рыжий цвет шерсти возникает из-за необычной мутации — исчезновения небольшого участка ДНК. Причём расположена она в той части генома, которая не отвечает непосредственно за создание белков.
Исследователи из Стэнфордского университета обнаружили, что в клетках кожи рыжих кошек ген Arhgap36 работает совершенно иначе, чем у животных с другой окраской. Количество производимой с него РНК оказалось в 13 раз выше.
Первоначально учёные предполагали, что мутация затронула участок гена, отвечающий за производство белка. Однако выяснилось, что проблема находится перед ним: из ДНК исчез фрагмент длиной около пяти тысяч пар оснований, что, вероятно, изменило активность самого гена.
Исследователи изучили генетические данные 188 кошек, среди которых были 145 рыжих, 6 черепаховых и трёхцветных и 37 животных без рыжей окраски. У всех рыжих кошек обнаружился один и тот же отсутствующий участок ДНК.
Но самое интересное заключалось в другом. Найденная мутация объяснила ещё одну давнюю загадку: почему подавляющее большинство полностью рыжих кошек — самцы, а самки чаще имеют пятнистую окраску.
Дело в том, что ген Arhgap36 расположен на X-хромосоме. У котов только одна такая хромосома, поэтому наличие соответствующей мутации может сделать их шерсть рыжей.
У кошек две X-хромосомы, по одной от каждого родителя. При этом в каждой клетке случайным образом отключается одна из них. Если мутация присутствует только на одной хромосоме, возникает удивительный эффект: одни участки кожи производят рыжую шерсть, а другие — чёрную.
Именно так появляются черепаховые кошки с причудливыми сочетаниями рыжих и чёрных пятен.
А если к этому добавляется ещё одна мутация, вызывающая появление белых участков шерсти, кошка становится трёхцветной. Эта мутация влияет на выживание и распределение пигментных клеток во время развития организма.
В редких случаях самка наследует рыжую мутацию сразу на обеих X-хромосомах. Тогда она может стать полностью рыжей, как обычный рыжий кот.
Независимая группа исследователей из японского Университета Кюсю пришла к аналогичным выводам. Учёные установили, что повышенная активность гена Arhgap36 подавляет работу генов, связанных с образованием тёмного пигмента эумеланина. В результате преобладает феомеланин, придающий шерсти рыжие и жёлтые оттенки.
Открытие также заставило исследователей обратить внимание на популярный стереотип о рыжих котах. В интернете их нередко изображают забавными, странными и не слишком сообразительными животными.
Однако никаких научных доказательств связи рыжего окраса с интеллектом кошек нет. Более того, исследователи не обнаружили очевидных отрицательных последствий найденной мутации для здоровья или психического состояния животных.
Хотя нарушения работы гена Arhgap36 у других животных могут вызывать проблемы с развитием, у рыжих кошек его повышенная активность, по-видимому, ограничивается пигментными клетками.
Таким образом, загадка, которая десятилетиями ставила генетиков в тупик, оказалась связана с крошечным отсутствующим фрагментом ДНК. Именно он помогает объяснить не только появление рыжей шерсти, но и удивительные различия в окраске котов и кошек.
Результаты обоих исследований опубликованы в научном журнале Current Biology.
