Первый день весны не так давно превратился в «кошачью» дату. Впервые в России этот праздник организовал Московский музей кошки в 2004 году. С тех пор в этот день много говорят о семействе кошачьих: о том, откуда они появились, как воспитать домашнего питомца и о роли кошек в науке. Мы же сегодня разберемся в оттенках кошачьего: почему одни кошки белые, а другие полосатые? Откуда взялись пятна на шерсти сиамских кошачьих и какого цвета были их предки?  

Золотистые и полосатые предки 

Большое исследование кошачьих представителей провел Павел Михайлович Бородин - доктор биологических наук, главный научный сотрудник Института цитологии и генетики СО РАН (Новосибирск), профессор кафедры цитологии и генетики Новосибирского государственного университета. Свои знания он соединил в одной книге – «Кошки и гены». Он подошел к решению вопроса с точки зрения генетики и представил читателю множество разгадок тайн кошачьих оттенков и не только.  

Первая домашняя кошка появилась в Евразии около 5 млн лет назад. Но задолго до этого произошло важное разделение семейства. Около 11 млн лет назад в Азии от него отделилась линия больших рычащих кошек, которых сейчас чаще всего можно встретить в зоопарке или в дикой природе (лев, тигр, леопард, ягуар и снежный барс). Многие из них похожи друг на друга настолько, что набор хромосом у них почти одинаков. В естественной природной среде такие животные сохраняются как отдельные виды, а в неволе от них получают гибридное потомство. Поэтому часто в зоопарках можно увидеть, например, тигрольвиц. Такие гибриды еще раз подтверждают тот факт, что рычащие кошки обладают высоким генетическим сходством.  

Другая группа кошек выделилась тоже в Азии. В нее входят: мраморный кот и азиатская золотистая кошка. Сейчас они обитают на Юго-Востоке Азии. От них затем отделилась и переместилась в Африку другая ветвь - сервал, каракал и африканская золотистая кошка. Такие изменения произошли 6–10 млн лет назад. В то время уровень мирового океана был низким, поэтому сущестововала перемычка в районе современного Красного моря между Африкой и Азией.  

Тайна палитры  

Цвет покрова кошек, как и у других млекопитающих, зависит от двух пигментов: черного (эумеланина) и желтого (феомеланина). Они синтезируются из аминокислоты тирозина. Ключевой фермент синтеза - белок тирозиназа, который кодируется геном C (Color). В этом гене возможны мутации, лишающие кошку пигментов, либо нарушающие такой синтез. 

В гене С (cb и cs) есть две точечные мутации. Их причина - замена одного нуклеотида на другой. Они способствуют синтезу тирозиназы со смещенным температурным оптимумом. Мутантный фермент плохо работает при нормальной температуре тела, чуть лучше — при пониженной. Если же утратится один нуклеотид (мутации c и с2), то образуется стоп-кодон, связанный с прекращением транскрипции. Таким образом, формируется укороченная мутантная мРНК, где синтезируется совсем уже «нерабочий» фермент. 

Из курса школьной биологии известно, что наследование генов происходит от двух родителей, поэтому каждый ген представлен в геноме как минимум в двух экземплярах. Если кошка унаследует любую из таких мутаций только от одного из родителей (такие особи называются гетерозиготами), то приобретет нормальный окрас. Этого хватит, чтобы обеспечивать клетки необходимым количеством меланина. А если кошка получит мутацию от двух родителей, то будет иначе.  

Если c или с2 мутирует, то кошка получит белый окрас и голубые глаза из-за отсутствия нормальной тирозиназы. Гомозиготы (кошки, получившие мутацию от обоих родителей) по мутации cb приобретают бирманскую окраску, а по мутации cs — сиамскую. У последних уши, нос, лапы и кончик хвоста окрашены ярко, потому что в таких участках снижена температура. А у животных с бирманской окраской будет окрашено все тело. 
 
Про тигровые полоски и мраморные узоры  

Встречаются и другие окрасы: тигровый (mackerel) и мраморный (blotched).

Тигровый и мраморные окрасы связаны с геном Ta (Tabby).  
Тигровый и мраморные окрасы связаны с геном Ta (Tabby). 
Первый домашняя кошка получила от своих предков - современные дикие сородичи имеют такой рисунок. Он связан с геном Ta (Tabby), кодирующим трансмембранную аминопептидазу Q (Kaelin et al., 2012). Такой компонент контролирует диффузию различных веществ в пространстве между клеток. Структуру этого белка нарушают мутации, из-за которых получается мраморная окраска. 

Науке уже известно, что полоски получаются тогда, когда в действие вступает механизм циклической активации-инактивации генов. Ген Тa (Tabby) запускает процесс чередования темных и светлых зон на теле кошек. У него существует две стратегии, обеспечивающие тигровый или мраморный окрасы. Так, в первом случае происходит его нормальная работа, а во втором мутации гена Ta способствуют распространению полосок на пятна и получается мраморный окрас.  

Ученые продолжают изучать этих удивительно интересных с точки зрения генетики животных, которые несмотря на множество разгадок тайны палитры, все еще хранят свои секреты.  
 

Источник: Киберленинка 

Автор: Евгения Черноскулова.​​
​​

Источники

Оттенки кошачьего
Научная Россия (scientificrussia.ru), 01/03/2021

Похожие новости

  • 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».
    2310
  • 31/01/2019

    Выставочный центр СО РАН: лекции, фильмы и экскурсии к Дням науки

    ​В рамках Дней российской науки с 7 по 15 февраля в Выставочном центре СО РАН запланирована серия научно-просветительских мероприятий для посетителей разного возраста. 7 февраля с 14 до 15 часов пройдет лекция «Экзотические деревья Академгородка» к.
    2165
  • 19/02/2021

    В ИЦиГ СО РАН побывала делегация из компании «Татнефть»

    В последнее время отмечается растущий интерес со стороны крупного отечественного бизнеса к сотрудничеству с научными организациями. В конце прошлого года было заключено трехстороннее соглашение о сотрудничестве ИЦиГ, НГУ и ГК ЭФКО.
    496
  • 16/02/2021

    Новосибирские учёные исследуют поражающий пшеницу грибок

    В Институте цитологии и генетики СО РАН школьник вместе с учёными проводит опыты с опасным грибком, поражающим урожай пшеницы. Сибирские исследователи хотят доказать, что изучив гены, злаки можно спасти.
    297
  • 02/12/2020

    ИЦиГ СО РАН заключил соглашение о сотрудничестве с ЭФКО и НГУ

    ​​1 декабря 2020 года было подписано трехстороннее соглашение о сотрудничестве между Институтом цитологии и генетики СО РАН, Новосибирским государственным университетом и компанией «ЭФКО» (крупнейший российский производитель спецжиров и маргарина, также выпускает майонез, растительные масла, кетчупы, молочные и кисломолочные продукты).
    757
  • 05/02/2020

    Студенты со всей России посетили Зимнюю школу «Большие вызовы. Преодоление научно-технологических барьеров» в НГУ

    В рамках олимпиады «Я — профессионал» в НГУ прошли лекции и практические занятия по трем направлениям для студентов бакалавриата, специалитета и магистратуры: биобезопасность, биоинженерия и биоинформатика; физико-химические методы в междисциплинарных исследованиях; физическая химия и катализ.
    573
  • 12/03/2021

    В Новосибирске обсудили актуальные разработки сибирских ученых

     Указом президента РФ 2021 год объявлен Годом науки и технологий. Сибирское отделение РАН может гордиться не только научно-технологическим заделом и фундаментальными исследованиями, но и множеством прикладных разработок в самых разных областях, которые готовы к внедрению.
    335
  • 11/01/2021

    Топ достижений сибирских ученых — 2020

    ​​Конец года — время подводить итоги. Мы пишем о сибирских ученых каждый день, и очень непросто выбрать самые выдающиеся исследования и уникальные разработки. Тем не менее представляем вам традиционный рейтинг по версии редакции «Науки в Сибири».
    951
  • 28/01/2020

    «Открытую лабораторную» проведут в День российской науки

    ​8 февраля состоится четвертая по счету просветительская акция «Открытая лабораторная». Каждый желающий сможет проверить свою картину мира с точки зрения передовых естественно-научных знаний. Поучаствовать в «Лабе-2020» можно будет как офлайн, так и онлайн на сайте laba.
    2099
  • 03/08/2020

    Биоцентр СО РАН: биотехнологии выходят на новый уровень

    ​Проект Биоцентра Сибирского отделения РАН находится на согласовании в Минэкономразвития РФ.Он будет создан для продвижения на рынок разработок биологических институтов Академгородка, создания биотех-стартапов, развития клеточной медицины, синтетической биологии и импортозамещения, проблема которого особенно остро встала в этом году в связи с пандемией коронавируса.
    815