Rude koty od lat fascynują miłośników zwierząt swoim charakterystycznym umaszczeniem. Z tego bowiem zrodziła się m.in. postać Garfielda, czy Kota w butach ze Shreka. Za intensywnym kolorem futra kryje się skomplikowana historia genetyki. Badanie przeprowadzone na Uniwersytecie Stanforda wskazuje na konkretny mechanizm odpowiedzialny za rudy kolor sierści.
A zatem, co sprawia, że koci rudy kolor jest tak unikalny i dlaczego występuje niemal wyłącznie u samców? (dlatego miałem szczęście ze swoim kotkiem sprzed wielu lat: była to bowiem samiczka). Zacznijmy od początku. Odkąd zaczął się XX wiek, naukowcy zwracali uwagę na silny związek między rudym umaszczeniem a płcią kotów domowych. Pomarańczowe futro jest wynikiem mutacji na chromosomie X. Samce, posiadające jeden chromosom X, automatycznie dziedziczą tę cechę po matce. Samice natomiast potrzebują dwóch kopii genu, co sprawia, że wśród kotek rudy kolor jest znacznie rzadszy i częściej występuje w postaci szylkretowej – mozaiki pomarańczowego i czarnego futra. I kolejny poziom szczęścia: u mojej kotki dominowało połączenie pomarańczowego i białego koloru.
Badanie z Uniwersytetu Stanforda koncentruje się na konkretnej delecji – niewielkim fragmencie DNA, który wyłącza typowy szlak pigmentacyjny i aktywuje gen Arhgap36. Nietypowa kombinacja sprawia, że koty o rudym futrze produkcją pigment o pomarańczowym odcieniu. Jak wykazali naukowcy, Arhgap36 nie jest typowym genem pigmentacyjnym, a jego obecność w komórkach skóry kotów domowych była wcześniej z niewiadomego powodu, pomijana.
Jednym z najbardziej fascynujących aspektów rudego umaszczenia u kotów jest jej wyraźny związek z płcią. Samce dziedziczą jeden chromosom X, więc każda mutacja na nim jest natychmiast widoczna. Samice natomiast mają dwa chromosomy X, co sprawia, że do ujawnienia się cechy potrzebne są dwie kopie genu. W przypadku rudego koloru gen Arhgap36 musi być obecny w obu chromosomach, co jest bardzo, bardzo rzadkie.
W badaniu przeanalizowano DNA 145 rudych kotów i 37 kotów innych niż rude. Naukowcy zidentyfikowali 51 wariantów genetycznych, z których tylko jeden – 5000-parowa delecja – okazał się powiązany z rudą sierścią. Ów fragment DNA wpływa na ekspresję Arhgap36, który zwykle pozostaje cichy w komórkach pigmentowych. W przypadku pomarańczowych kotów gen działa, blokując jednocześnie tradycyjny szlak pigmentacyjny MC1R, prowadząc do produkcji pomarańczowego barwnika.
Mutacja Arhgap36 wydaje się być specyficzna dla komórek pigmentacyjnych, jednak naukowcy nie wykluczają, że może ona oddziaływać na inne tkanki. Wprowadzenie genu Arhgap36 do ludzkich komórek skutkowało zmniejszoną produkcją białka PKAC, które jest kluczowe dla aktywacji genów pigmentacyjnych. To wskazuje, że Arhgap36 może mieć szerszy wpływ na komórki, a to otwiera pole do dalszych badań nad jego funkcją.
Analiza DNA pomarańczowych kotów wykazała, że mutacja ta pojawiła się co najmniej 900 lat temu – prawdopodobnie na wczesnym etapie procesu udomowienia kotów. Co ciekawe, wszystkie pomarańczowe koty z badania posiadały ten sam fragment DNA wokół mutacji, co sugeruje jedno i tylko jedno źródło tej cechy.
Zmiana funkcji Arhgap36 może być przykładem samorzutnej "inżynierii genetycznej" – mechanizmu ewolucyjnego, w którym geny przejmują nowe role bez zmiany swojej pierwotnej struktury. Regulacja genów w ten sposób może być kluczem do rozwikłania pewnej zagadki: jak adaptacje genetyczne wpływają na fenotypy zwierząt, w tym na umaszczenie kotów.
Czytaj również: Dlaczego koty żyją dłużej niż psy? Naukowcy odkrywają sekrety
Rude koty powstały z... przypadku, a "winnym" jest genetyka. Odkrycie związku Arhgap36 z pomarańczowym futrem otwiera nowe pole do popisu naukowców w badaniach nad pigmentacją i rolą genów sprzężonych z płcią. Większość kotów rudych to samce, aczkolwiek badanie Stanforda pokazuje, jak niewielka zmiana w strukturze DNA może wywrzeć ogromny wpływ na wygląd i potencjalnie na zachowanie zwierzęcia. A może gen Arhgap36 skrywa jeszcze więcej sekretów? Tego dowiemy się — zapewne — wkrótce.
Hej, jesteśmy na Google News - Obserwuj to, co ważne w techu
