Пятна, полосы и разводы: узоры окраса кошек связали с ключевым геном

Исследователи из Stanford Medicine обнаружили конкретный ген, который управляет развитием полос, пятен и разводов, украшающих шерсть всех кошачьих.

"Цветовые узоры — одна из неразгаданных биологических загадок; для её изучения нет стандартного модельного организма — у мышей нет полос или пятен", — сказал Грегори Барш, профессор генетики. Ген, который они идентифицировали, — DKK4 — регулирует раннее развитие различных узоров шерсти у домашних кошек. Учёные предполагают, что DKK4, вероятно, участвует в формировании окраса у всех кошек и, возможно, других млекопитающих.

Результаты исследования были опубликованы 7 сентября в Nature Communications.

Что делает кошек полосатыми?

Ранее команда обнаружила другой ген, контролирующий вариации окраса у полосатых кошек. Новым ключом стала ткань плода кошки: утолщение кожи в определённых областях формирует "предварительный узор", который имитирует будущий цветовой рисунок шерсти взрослой особи.

• Утолщённые участки соответствуют будущим тёмным пятнам шерсти.
• Тонкие участки соответствуют будущим светлым участкам.

Анализ генома отдельных клеток в этих областях показал, что DKK4 был особенно активен в утолщённой коже.

Подтверждение роли гена

Связь между DKK4 и формированием узора подтвердило изучение абиссинских кошек. Для них характерен "тикированный" окрас — размытые, тесно расположенные тёмные отметины.

• У абиссинских кошек были обнаружены нарушающие мутации в гене DKK4.
• "Если удалить DKK4, тёмные области не исчезают полностью, но становятся меньше и плотнее", — пояснил Барш.

У полностью белых или чёрных кошек узор также формируется на ранней стадии, но затем "перекрывается" инструкциями производить пигмент везде (чёрные) или нигде (белые).

Механизм и загадки

Учёным ещё предстоит выяснить, как именно DKK4 создаёт разнообразие узоров. Известно, что он взаимодействует с белками WNT, критически важными для раннего развития. DKK4 и WNT формируют предварительный узор, когда эмбрион имеет длину всего 2–3 мм, за недели до производства пигмента в волосках.

"Это один из больших нерешённых вопросов в нашей работе — как связать процесс формирования предварительного узора с процессом, который реализует этот узор позднее в развитии", — отметил Барш.

Кроме того, DKK4 — лишь часть ответа. "Есть и другие гены, которые определяют, почему у одних кошек пятна, а у других — полосы", — добавил учёный. Их изучение — следующая задача команды.