Если бы Грегор Мендель, отец-основатель генетики, проводил свои исследования на кошках, он наверняка сразу бы привлек внимание к своей работе, а не тридцать лет спустя. Но Мендель занимался горохом. А кому интересен какой-то горох? Кошки - другое дело. Кошки интересуют всех...

С такой ремарки начал свое выступление перед юннатами заведующий лабораторией рекомбинационного и сегрегационного анализа Института цитологии и генетики СО РАН Павел Бородин. Напомню, что в ноябре этого года в ИЦиГ СО РАН состоялась Пятая Сибирская межрегиональная конференция "Экологическое воспитание в проектно-исследовательской деятельности юннатов". В рамках конференции было запланировано несколько популярных лекций для детей от ведущих ученых Института. Одна из них как раз была посвящена генетике кошек. По сути, на примере домашних любимцев подросткам популярно разъяснили "работу" конкретных генов, влияющих на окрас шерсти животных. Если хотите, это была своего рода "вводная" в тему генетики как таковой.

Почему именно кошки? Как пояснил Павел Бородин: "Очень сложно изучать генетику синиц, поскольку с виду они все одинаковы. Можно, конечно, изучить, как там меняются размеры, вес, но для этого необходимо сюда как-то вмешиваться. На кошках это делается довольно просто, потому что они очень разные. Сейчас известно около семидесяти пород. Но даже без всяких пород, когда вы просто видите их на улицах, вы замечаете, что они очень разные по двум показателям: по окраске и по длине шерсти. И все это контролируется отдельными генами, которые мы можем изучать".

Как приложить законы Менделя к кошкам? Очень просто. Если мы берем серого кота и скрещиваем его с черной кошкой (или наоборот: черную кошку с серым котом), то каких потомков мы получим (при условии, что у серой особи в течение многих поколений все предки были серыми)? "Люди всегда думали, - разъясняет Павел Бородин, - что потомки здесь будут какими-то средними. Нет. Как показал Мендель, и как мы знаем сейчас, все потомки в первом поколении будут одинаковы, и будут они похожи на одного из родителей. Тот признак, который проявляется у потомков первого поколения, называется доминантным. В данном случае доминантной будет серая окраска.

А что произойдет, если мы скрестим друг с другом потомков первого поколения? Здесь, по словам Павла Бородина, начинается "замечательная теория вероятности" - начинается комбинаторика. Скажем, на три серых потомка будет один черный. То есть черный потомок может появиться у двух серых родителей. "До Менделя это было мистикой, а теперь мы уже знаем, как это происходит. Потому что гены черной окраски, которые не проявлялись у родителей, проявились у их потомка. Это второй закон Менделя", - заметил ученый. Как вообще формируется окраска у кошек, как с этим связано влияние генов? "Теперь мы уже знаем, - говорит Павел Бородин, - на какой хромосоме находится тот ген, который определяет окраску". Например, ген, определяющий мраморный окрас, находится на второй хромосоме. Также известно, где находится ген, определяющий белую окраску или ген, определяющий полное отсутствие полос. Это все стало известно после расшифровки полной последовательности генома кошки. Причем оказалось, что у нее столько же генов, сколько их у человека - 25 тысяч.

"Работа" гена, определяющего окраску, была разобрана на конкретном примере - на котах сиамской породы. Здесь, отметил Павел Бородин, происходит весьма интересный биохимический процесс в тех клетках, от которых зависит окраска. Туда, объясняет ученый, поступает тирозин (особая аминокислота), которую кошки получают с пищей. "Этот путь, - уточняет он, - одинаков у всех млекопитающих, в том числе и у людей. Для того чтобы у нас волосы имели окраску, чтобы глаза у нас были хоть какого-то цвета, требуется, чтобы тирозин превращался в этой длинной цепи в меланин. Синтезирования меланина фермент под названием "тирозиназа", превращающий тирозин в следующий каскад". Тирозиназа - это белок, складывающийся из определенной последовательности аминокислот, которых в нем содержится около шести сотен.

Какое это имеет отношение к окраске сиамских котов? Все очень просто. Если в указанном белке слегка заменить последовательность аминокислот, то он станет немного другим. Когда в 422-й позиции происходит замена одного кодирующего элемента ДНК на другой, мы получаем мутацию, приводящая к тому, что белок становится чуть-чуть короче. В этом случае тирозиназа продолжает "работать", но "работает" она уже только при пониженной температуре.

Именно поэтому у сиамских котов окраска получается на тех участках тела, где температура слегка понижена естественным образом. То есть на лапах, на морде, на ушах, на хвосте. В тех местах, где нормальная температура, окраска не формируется. А все из-за того, что вследствие мутации фермент приобрел чуть-чуть другую форму.

Поэтому и процесс идет немного по-другому. Он становится температурно зависимым. И все это произошло от одной-единственной замены. Если же вовсе нарушить этот белок, то тогда перестанет происходить превращение тирозина в меланин, и кошки окажутся абсолютно белыми.

А как получаются кошки с белыми пятнами? Здесь, говорит Павел Бородин, нам придется вспомнить про эмбриологию - как развиваются зародыши. В развивающемся организме все это очень интересно устроено. Те клетки, которые должны впоследствии работать на синтез пигмента, у самых ранних эмбрионов находятся вдоль хорды. Отсюда они начинают перемещаться по телу эмбриона, передвигаясь в кожу. Если есть мутация, тормозящая движение этих клеток, то она приводит к тому, что указанные клетки не доходят до определенных участков, где мы как раз и увидим белую окраску. Так, например, у черного кота появится белый "галстучек". У кошек, заметил Павел Бородин, может быть разная плотность тканей, через которые "пробираются" эти самые клетки, и поэтому мы имеем огромную вариацию белых пятен - и "галстучки", и "воротнички" и прочее.

Правда, мы еще знаем далеко не все механизмы образования окраски. Как взаимодействуют гены, когда, например, получается мраморная окраска (встречающаяся, кстати, только у домашних кошек)? Пока мы еще точно не знаем, честно признался ученый.

Хотя, заметим от себя, в недалеком будущем это наверняка станет известно. Наука ведь не стоит на месте. А если учесть подрастающую смену, то сомневаться в новых открытиях не приходится. Ведь интерес к таким темам у юных натуралистов был совершенно искренним. И совсем не исключено, что новые открытия в этой области сделают как раз те ребята, которые сегодня постигают азы генетики в такой популярной форме. Наверняка прослушанная лекция о кошках кого-то из нах обязательно "зацепит" и укажет дорогу в увлекательный мир будущей профессии.

Олег Носков

Источники

Кошачий калейдоскоп
Академгородок (academcity.org), 18/01/2018

Похожие новости

  • 03/11/2017

    ​​В ИЦиГ СО РАН прошли переговоры о сотрудничестве с Академией сельскохозяйственных наук Китая

    1 ноября ФИЦ "Институт цитологии и генетики СО РАН" посетила делегация представителей китайской науки и бизнеса. Главная цель визита - заключение соглашения о сотрудничестве, в рамках которого должны быть созданы два совместных селекционно-семеноводческих центра, один в Новосибирске (на базе ФИЦ ИЦиГ СО РАН), второй - в Пекине (Институт овощеводства и цветоводства).
    643
  • 14/11/2017

    Юбилей академика Михаила Ивановича Воеводы

    ​Михаил Иванович Воевода родился 14 ноября 1957 года в Новосибирске. После окончания в 1982 году Новосибирского Государственного Медицинского Университета обучался в клинической ординатуре по специальности «внутренние болезни».
    1043
  • 06/06/2018

    Анна Стекленева: экологическое воспитание – труд относительно немногочисленных энтузиастов

    В новосибирском Академгородке работает масса уникальных научных групп и лабораторий. Причем не все из них заняты фундаментальными исследованиями, есть и те, что решают задачи вполне себе прикладного характера, но от того не теряющие своей актуальности.
    221
  • 20/06/2018

    Возможные перспективы Академгородка 2.0

    ​Ведущие ученые СО РАН продолжили обсуждение проектов развития научной инфраструктуры Новосибирского научного центра. Новосибирский институт органической химии им. Н.Н. Ворожцова СО РАН выступил инициатором проекта «Сибирский центр малотоннажной химии».
    408
  • 10/01/2017

    Академику Николаю Колчанову исполнилось 70 лет

    ​Николай Александрович Колчанов родился 9 января 1947 года в с. Кондрашино Омской области. В 1971 году окончил Новосибирский государственный университет. С 1974 года работает в Институте цитологии и генетики СО РАН, а с 2008 года - директор этого института.
    1441
  • 31/03/2017

    Академик Николай Колчанов рассказал о развитии Селекционного центра

    30 марта на территории новосибирского Академпарка прошло очередное заседание членов Совета «Сибирской биотехнологической инициативы» (СБИ). СБИ – это программа, объединяющая объекты инновационной инфраструктуры и органы власти Сибирского федерального округа, в целях развития биотехнологий, медицины и фармацевтики.
    1304
  • 29/12/2017

    Биолог, психолог и востоковед рассказали о символе 2018 года

    Какая порода самая древняя? Почему собаки могут есть овсянку? Почему в Китае слагали легенды об этих животных и зачем вообще люди заводят собак? Ответы на эти вопросы ищите в материале ниже. Собака — родственник человека.
    792
  • 09/11/2017

    Научная молодежь: разработки, амбиции, планы

    ​В ТАСС (Новосибирск) накануне Всемирного дня науки состоится круглый стол, посвященный открытиям молодых ученых, их участию в крупных научных проектах. Молодые представители СО РАН - Института горного дела, Института химической биологии и фундаментальной медицины, Института цитологии и генетики, а также действующие и новые резиденты Академпарка, расскажут о ряде проектов, над которыми ведется работа в этом году.
    1032
  • 14/11/2016

    Академику Владимиру Солошенко исполнилось 70 лет

    ​Солошенко Владимир Андреевич Солошенко родился 12 ноября 1946 году в г. Черепаново Новосибирской области. Окончил Новосибирский сельскохозяйственный институт в 1970 году по специальности зоотехния. В 1970-1972 г.
    1287
  • 19/10/2018

    Картофель: когда Россия избавится от импортозависимости по семенам?

    Картофель - "второй хлеб", без которого сибиряк долго прожить не сможет. Обязательно соскучится. Но почему уже с февраля на прилавках магазинов лежит не свой, а египетский? Сейчас, осенью, собрав урожай, сибиряки часть закладывают на семена для будущего года.
    63