Ген Taqpep оказался общим переключателем формы рисунка на шкуре многих видов кошек - нормальная версия этого гена приводит к появлению тигровых полосок, а мутантная - леопардовых пятен, говорится в статье, опубликованной в журнале Science.
Барш и его коллеги пытались понять, как возникают полоски на теле чрезвычайно редких королевских гепардов, встречающиеся в некоторых районах Зимбабве и некоторых других африканских стран.
Авторы статьи нашли ответ на этот вопрос в весьма неожиданном месте - приюте для диких кошек, пойманных социальными службами штата Калифорния и ожидающих стерилизации.
Как объясняют ученые, рисунок на шкуре у одичавших кошек и их домашних сородичей не является случайным - как правило, потомство наследует тигровые полоски или леопардовые пятна от родителей. Барш и его коллеги попытались найти генетические корни окраски, собрав образцы тканей кожи у 58 пятнистых и 19 полосатых кошек и сравнив их геномы.
Сравнение ДНК кошек позволило ученым обнаружить особый участок на первой хромосоме, который управлял окраской и формой рисунка на их шкуре. Затем ученые сопоставили структуру этого фрагмента в геномах полосатых и пятнистых кошек, пытаясь найти сходства и различия между особями в этих группах.
По словам биологов, данная часть генома достаточно сильно отличались друг от друга у полосатых кошек, тогда как у пятнистых хищников она содержала несколько совпадающих участков в гене Taqpep. Исследователи сравнили структуру этого гена в ДНК крупных кошек, в том числе гепардов и тигров, и обнаружили, что Taqpep содержал мутацию в геномах всех кошек с пятнистым окрасом.
Авторы статьи попытались выяснить роль этих мутаций в формировании окраски кошачьих, изучив процесс формирования волосяных луковиц и других компонентов кожи в зародыше кошки. По их словам, включение Taqpep в определенный период развития зародыша приводит к тому, что работа гена черной окраски Edn3 усиливается в части пигментных клеток, тогда как в других он подавляется.
Благодаря этому на будущей шкуре кошки появляются характерные полоски или точки в зависимости от наличия или отсутствия мутации в гене Taqpep. Эти изменения в работе гена сохраняются на всю жизнь, что объясняет, почему пятна и полоски на теле кошек растут вместе с ними.
В своей следующей работе Барш и его коллеги планируют изучить, почему мутации в Taqpep не влияют на окраску некоторых крупных кошек, в том числе львов и пум.
