„Tai buvo genetinė mįslė, galvosūkis.“ 60 metų mokslininkai bandė išspręsti raudonkailių kačių genetinę mįslę

Dvi nepriklausomos mokslininkų komandos nustatė, kad bet kokios ugninės spalvos plaukeliai ant mūsų mylimų kačiukų yra greičiausiai dėl trūkstamo DNR segmento ne baltymų koduojančioje kačių genomo dalyje. 

„Tai buvo genetinė mįslė, galvosūkis“, – sakė Stanfordo universiteto genetikas Gregas Barsh žurnalui „Science“.

G. Barsh ir jo kolegos atrado kačių odos ląsteles, iš kurių auga oranžinis kailis, kuriose yra 13 kartų daugiau RNR iš geno, vadinamo Arhgap36, palyginti su kačių, neturinčių oranžinio kailio, odos ląstelėmis.

Tikėdamiesi rasti mutavusį baltymų koduojančią pernelyg aktyvaus Arhgap36 geno dalį, mokslininkai buvo nustebinti, kad mutacija buvo prieš jį esančioje sekos dalyje, kuri, tikėtina, daro įtaką likusios geno dalies ekspresijai.

5 kilobazės trūkumas buvo rastas visose oranžinėse katėse, kurias mokslininkai ištyrė iš 188 kačių duomenų bazės, kurioje buvo 145 oranžinės, 6 trispalvės ir 37 neoranžinės katės.

Vienas atradimas nebuvo netikėtas. Kaip ir buvo prognozuojama, mutavęs genas yra katės X chromosomoje, o tai paaiškina, kodėl oranžinės spalvos pasiskirstymas taip skiriasi tarp lyčių. Dauguma oranžinių kačių yra patinai, o dauguma kačių patelių, turinčių oranžinės spalvos kailį, yra įvairių spalvų.

„Apibendrinant, šie stebėjimai pateikia tvirtus genetinius ir genominius įrodymus, kad 5 kb delecija sukelia su lytimi susijusią oranžinę spalvą“, – rašo G. Barsh ir jo komanda savo straipsnyje.

Nuo tada, kai žmonės beveik prieš 10 000 metų pradėjo gyventi kartu su katėmis, buvo įdomu, kad juoda katė ir oranžinė katė gali būti netikėtos spalvų kačiukų tėvai. 

Kaip ir galima tikėtis, iš šio poravimosi gimę kačiukai yra daugiausia oranžiniai arba juodi. Tačiau kačiukės gali būti trijų spalvų – juodos, oranžinės ir baltos – arba oranžinės spalvos su juodais dryžiais, panašios į vėžlio šarvą. 

Abi komandos patvirtino, kad už oranžinę kailio spalvą atsakinga mutacija yra X chromosomoje, todėl tarp lyčių gali atsirasti tokie aiškūs spalvų skirtumai.

Skirtingai nuo patinų, kurie turi tik vieną šios mutacijos kopiją savo vienintelėje X chromosomoje, patelės turi dvi kopijas, po vieną kiekvienoje X chromosomoje, kurią gauna iš kiekvieno iš tėvų. 

Žinduoliai atsitiktinai deaktyvuoja vieną iš dviejų X chromosomų kiekvienoje savo ląstelėje, kad išvengtų chromosomos produktų pertekliaus. Dėl to oranžinės katės turi aktyvią oranžinę mutaciją kai kuriose besivystančiose odos ląstelėse, šalia kaimyninių ląstelių, kuriose X chromosoma su mutavusiu genu yra deaktyvuota.

Retais atvejais, kai abi X chromosomos turi mutaciją, patelė išauga tokia pat raudona kaip ir patinas. 

Oranžinės katės turi reputaciją, kad nėra pačios protingiausios savo rūšies atstovės. Anekdotai anekdotais, bet toks ryšys tarp kačiukų spalvos ir pažinimo nėra moksliškai pagrįstas, be to, ši mutacija neturi akivaizdžių neigiamų pasekmių sveikatai ar psichinei gerovei.

Arhgap36 yra žinomas dėl to, kad sukelia kitų gyvūnų vystymosi sutrikimus, kai jo veikla yra pernelyg aktyvi arba nepakankama. Tačiau atrodo, kad oranžinėms katėms šis genas yra pernelyg aktyvus tik besivystančiose ir subrendusiose pigmentinėse ląstelėse, vadinamose melanocitais. 

„Skirtumas tarp vėžlinių ir trispalvių kačių yra papildoma baltos dėmės mutacija trispalvių kačių, kuri veikia besivystančių melanocitų gebėjimą išgyventi, kai jie migruoja iš nervinio kamieno, leidžiant išgyvenusiems melanocitų klonams plisti didesnėje kūno srityje“, – aiškina G. Barsh ir kolegos. 

Antrajame tyrime, kurį vadovavo Kiūšiū universiteto genetikas Hidehiro Toh, taip pat buvo nustatytas Arhgap36 kaip oranžinės kačių kailio genas. Jie nustatė, kad didesnis šio geno ekspresija slopina spalvų pigmentų genus, keisdama tamsiai rudos spalvos eumelanino pigmentus į rausvai geltonos spalvos pheomelanino pigmentus.