Добавить в цитаты Настройки чтения

Страница 30 из 316

. Иногда меланобластам удается внедриться в волосяные фолликулы, расположенные на голове кошки, и тогда там наблюдаются небольшие окрашенные участки. Количество меланобластов, достигших сетчатки, у разных носителей этой мутации может быть разным. Если их много, то глаза имеют нормальный желтый цвет, если очень мало – голубой. Бывает и так, что в один глаз попало много, а другой мало. В таком случае получается разноглазый кот: один глаз у него желтый, другой – голубой. Или еще лучше – полтора глаза желтые и половина глаза голубая. Взаимодействие всех аллелей гена

KIT

выглядит следующим образом:

W

>

W

S

>

w

>

w

g

,

w

sal

.

Заметьте,

Dominant White

– это не еще один вариант альбинизма наряду с сиамским, бурманским и красноглазым. Эта мутация в совсем другом гене, который находится на совсем иной хромосоме (B1), чем ген альбинизма (D1). Она нарушает совсем иной путь развития окраски – не синтез пигментов, а наличие в коже клеток, предназначенных для синтеза пигментов.

Внутри гена

KIT

Многообразие фенотипических эффектов разных мутаций гена

KIT

у разных видов млекопитающих вызывало жгучее любопытство исследователей: что там внутри этого гена? Начали, естественно, с мышей, но мы пока их пропустим и перейдем непосредственно к кошкам.

В виварии Университета Джонса Хопкинса белых кошек разводили не ради их красоты, а ради их глухоты, как модель человеческого недуга. Поскольку белый цвет и глухота явно определяли район поиска, то исследователи целенаправленно анализировали последовательности гена

KIT

у нормальных, пятнистых и белых котов из этой колонии

25

.

Откуда они знали, где в геноме кошки находится

KIT

? Последовательность этого гена уже была определена у человека и мыши, и еще 328 видов животных. Определив общие – консервативные – районы

KIT

у шести видов млекопитающих, исследователи легко нашли его в геноме кота. Да и вы сами это можете сделать. Адреса – в сноске

[18]

[https://www.ncbi.nlm.nih.gov/gene/?term=c-kit, https://www.ncbi.nlm.nih.gov/gene/493766.]

.

Затем исследователи сравнили последовательности

KIT

у нормальных, пегих и белых котов (рис. 2–1). У пегих котов (

W

S

/_) они увидели вставку чужеродной последовательности длиной в 7125 нуклеотидов в первом интроне. У белых котов

(W/_)

в том же месте был короткий фрагмент этой вставки. Всего 617 нуклеотидов.

В другом эксперименте другие исследователи обнаружили, что белоногость

w

g

вызывается совсем крошечной заменой – всего двух нуклеотидов

26

. И не в интроне, а в экзоне. То есть эта рецессивная мутация меняла аминокислотный состав белка KIT, в отличие от описанных выше доминантных мутаций, которые, по-видимому, меняли время и место синтеза и количество наработанного белка. Мутация

w

g

немного ослабляла связь между белком KIT и белком, с которым он должен взаимодействовать, обеспечивая миграцию клеток. Мы бы сказали, что мелонобласты

w

g

/

w

g

иногда поскальзывались по пути к концам конечностей, но боимся, что нас обвинят в вульгаризации и профанации науки.

Как вы помните,

KIT

работает не только в меланобластах, но и у многих других производных нервного гребня. Не удивительно поэтому, что нарушения в структуре и регуляции этого гена могут вести к разным патологиям. Внеплановые включения этого гена, ответственного за пролиферацию и миграцию

эмбриональных

клеток, особенно опасны в клетках

взрослого

организма. Такие клетки начинают пролиферировать и мигрировать – становятся злокачественными. Активирующие мутации в этом гене связаны с опухолями желудка, кишечника и семенников, меланомой, острым миелоидным лейкозом. Такого рода мутации в

KIT

включены в программы геномного тестирования во многих ветеринарных лабораториях.

За границами гена

KIT

Что находится за границами гена

KIT?

Наверное, разные его регуляторы (энхансеры и сайленсеры). Раньше думали, что они могут находиться где угодно. Несколько лет назад возникло предположение, что регуляторы должны быть рядом с генами, которые они регулируют. Мало того, они должны быть надежно отгорожены от других генов и их регуляторов. Возникло это предположение благодаря открытию топологически ассоциированных доменов (ТАД)

27

,

внутри которых последовательности ДНК физически взаимодействуют друг с другом чаще, чем с последовательностями за пределами ТАДа.

ТАД можно сравнить с жителями одной квартиры. Кошка живет со своим котенком, в их же доме живет человек – это один ТАД, все его участники часто друг с другом контактируют. Иногда к человеку приходят гости, иногда кошка бывает у ветеринара – это редкие взаимодействия между соседними ТАДами. А вот на Шпицбергене кошка никогда не бывала (и, скорее всего, никогда не будет, потому что кошкам вход на Шпицберген запрещен) – разные хромосомы друг с другом почти никогда не контактируют.

Вскоре были определены средние размеры ТАД. Они варьировали от класса к классу в соответствии с вариациями общего размера генома. У млекопитающих они были втрое больше, чем у птиц, и в 10 раз меньше, чем у лягушек! Зато их границы оказались одинаковыми (если при сравнении учесть разницу размеров генома).

Зачем нужны ТАДы, до сих пор не очень понятно. Исследователи полагают, что важны даже не сами ТАДы, а границы на замке между ними. Взаимодействие регуляторов с промоторами разрешается только внутри ТАДа, а посторонним регуляторам вход категорически запрещен. Границы между домами (границы ТАДа) строго охраняются, чтобы чужак из соседнего дома не пришел и не стал давать указания жильцам не в своем доме (чтобы регулятор из одного ТАДа не включал/выключал гены в соседнем ТАДе).

Когда исследователи присмотрелись к клиническим случаям, оказалось, что нарушение границ ТАДа ведет к развитию рака, дефектам развития конечностей и мозга. Но это все были случаи спонтанных и, стало быть, нерегулируемых нарушений границ. В большинстве случаев вместе с границей оказывались нарушены и соседние с ней участки генома.