Страница 57 из 316
в уже знакомом нам гене
Широкой полосы
73
. У таких тигров в позиции 587 гистидин заменен тирозином. Мутантный белок так же, как у сибирских и британских кошек, становится никудышным киллером, что продлевает жизнь белку Агути и увеличивает количество феомеланина в окраске.
Белые тигры с черными полосками возникли благодаря рецессивной мутации
w
в гене
SLC
45
A
2 (
член
2
семейства
45
растворенных переносчиков
– что бы это ни значило). В догеномную эру ген
SLC
45
A
2 назвали
White
[34]
[Позже выяснилось, что под кодовым названием White у разных млекопитающих скрываются разные гены. Так, у кошки под геном White имеется в виду вовсе не ген SLC45A2, как у тигров, а ген KIT (если забыли про него, то см. главу 2).]
, а его нормальный аллель –
W
. Белок SLC45A2 пронизывает мембрану меланосом и формирует канал, по которому различные вещества перемещаются в меланосомы и из них. Среди этих веществ есть и ионы водорода, так что можно сказать, что белок SLC45A2 регулирует pH в меланосомах.
У белых тигров одна аминокислота в белке SLC45A2 заменена другой аминокислотой (мутация
w
), что привело к искривлению канала, по которому вещества стали перемещаться с некоторой задержкой. Скорее всего, подобная задержка приводит к изменению pH в меланосомах. Вероятно, ферменты, участвующие в синтезе феомеланина (но не эумеланина), более чувствительны к такому изменению, что приводит к остановке синтеза феомеланина и окрашиванию тигровой шубы в белый цвет.
Белые тигры очень редко встречаются в природе, но зато их относительно много в неволе. Почти все эти тигры – потомки одного-единственного белого бенгальского тигра по кличке Мохан (англ.
Mohan
), пойманного в 1951 году в Индии.
Итак, теперь вы знаете, что у обычных рыжих тигров в черную полоску генотип
W
/
_ Wb
/_, у золотых тигров генотип
W
/
_ wb
/
wb,
а белые тигры – это
w
/
w Wb
/_. Кто же такие снежно-белые тигры в белую полоску? Это двойные рецессивные гомозиготы
w
/
w wb
/
wb
73
. У таких тигров мутация
w
останавливает синтез феомеланина, а мутация
wb
подавляет синтез эумеланина. В результате тигры получаются почти полностью белыми.
Рыжие счастливчики
Все описанные выше оттенки рыжего – золотые, солнечные, очень солнечные, сердоликовые, медные и т. д. – недавно возникшая экзотика, которая продается за дурные деньги. Что же наши родные наглые рыжие морды, которых полно в каждой подворотне?
Они живут рядом с нами не одну сотню лет, но до недавнего времени генетики не понимали, отчего они рыжие. Мы знали, что есть некий ген под кодовым именем
Оранж
(от англ.
Orange
– “красный”, или “рыжий”), что он располагается на Х-хромосоме и что его мутантная версия (доминантный аллель
О
) окрашивает котов полностью, а кошек – когда полностью, а когда и лоскутками в рыжий цвет (вкл., илл. 9). Однако что именно делает этот ген и почему его мутация приводит к рыжей окраске, мы не знали до ноября 2024 года, когда с разницей в один день в открытом доступе появились сразу две статьи от двух разных групп исследователей, открывших генетические причины кошачьей рыжести. Чуть позже эти две работы опубликовал в одном и том же номере престижный журнал “Современная биология” (англ.
Current biology
)
74, 75
.
Оказалось, что загадочный ген
Оранж
– это
ARHGAP
36
[35]
[Расшифровывается как “белок 36, активирующий ГТФазу Rho”.]
. У рыжих и черепаховых кошек из Х-хромосомы пропал целый кусок ДНК недалеко от гена
Оранж
. Из-за этого граничащие с ним районы оказались рядом друг с другом, хотя в норме они рядом быть не должны. Есть две гипотезы, к чему это могло привести. Либо у гена
Оранж
возник новый энхансер, либо утерянный кусок был его репрессором. В результате активность гена
Оранж
повысилась в 13 раз (!) в меланоцитах, и только там.
Как мы писали в предыдущей главе, весь процесс синтеза пигмента – это каскад, где один белок активирует следующий, и так по цепочке сигнал доходит до меланосом, где запускается синтез эу– или феомеланина. У обычных кошек
о
/
о
в меланоцитах белка Оранж почти нет, а то небольшое количество, что есть, занимается разрушением киназы А. Так как белка Оранж в меланоцитах мало, полностью он киназу А разрушить не может, поэтому сигналы от Экстеншн до меланосом все равно доходят и эумеланин все равно синтезируется (рис. 3–7).
При увеличении количества белка Оранж в 13 раз шансов на то, что черный пигмент будет синтезироваться, почти не остается. Оранж начисто уничтожает свою мишень, на чем каскад поворачивается в сторону синтеза феомеланина, и кошки становятся ослепительно рыжими.
Откуда же берутся полосы на рыжем окрасе? Вы уже знаете, что разницу между светлыми и темными полосами создает пара белков – EDN3 и EDNRB. Лиганд EDN3 связывается с рецептором EDNRB, и через белки-почтальоны они сигнализируют меланосоме, что ей нужно синтезировать эумеланин. Среди этих белков-почтальонов нет киназы А, которую разрушает Оранж, поэтому сигналы от EDN
3
– EDNRB даже у рыжих кошек
О
/_ доходят до меланосом. Однако у кошек
О
/_ синтезируемый эумеланин перекрывается большим количеством феомеланина, поэтому, хотя у таких кошек светлые и темные полосы хорошо различимы, их цвет становится рыжим.
Рис. 3–7.
У нерыжей кошки (
о
/
о
) сигналы от Экстеншна через киназу А доходят до ядра, и запускается синтез эумеланина. У рыжей кошки
(О/_)
большое количество белка Оранж разрушает киназу А, и запускается синтез феомеланина.
Итак, теперь вы все знаете про рыжих кошек и котов. Откуда берутся черепаховые кошки, вы узнаете в главе 8. Нам осталось разобрать последний аспект котовой рыжести. Их необыкновенную удачу.
Как мы писали, в норме белка Оранж в меланоцитах очень мало. Это оттого, что его основное место работы находится не в меланоцитах, а в эндокринных органах, таких как надпочечники, гипоталамус и гипофиз. Пока не совсем ясно, чем он там занимается, но повышенная активность Оранжа в этих органах у человека может приводить к раку и прочим неприятностям. Как видите, кошкам сильно повезло, что аллель
О