Кошки, гены и эволюция - Павел Михайлович Бородин

История о том, как исследовали эту мутацию, весьма драматична и поучительна. Впервые ее обнаружила российская коммерческая лаборатория “Зооген”. Оказалось, что 30 (!) нуклеотидов в гене Экстеншн было утеряно, что теоретически должно приводить к потере 10 аминокислот в белке. Если у бурманских золотых кошек er/er потеря одного только фенилаланина уже приводит к золотому окрасу, то потеря 10 аминокислот у курильских бобтейлов делает последних почти абсолютно рыжими. Вероятно, у кошек ec/ec форма Экстеншн уже настолько испорчена, что поток цистеина в клетку ничто не ограничивает, и феомеланина синтезируется целое море. Кстати, котоводы научились отличать агути и не-агути среди золотых курильских бобтейлов. Знаете как? По подусникам[31]. У агути они высветлены, а у не-агути равномерно окрашены.

“Зооген” решил не прятать подобное открытие, поэтому написал статью и отправил ее в российский журнал “Генетика”. Этот выбор стал роковым для “Зоогена”. Журнал “Генетика” всем хорош, кроме одного: весь процесс в нем от получения рукописи статьи от авторов до его публикации может затянуться на полгода, а то и больше.

Дальше следите за хронологией. В феврале 2019 года журнал “Генетика” получает статью от “Зоогена” с описанием новой мутации в гене Экстеншн у курильских бобтейлов. В июне 2019 года в журнале принимают решение, что эту работу нужно опубликовать. Все хорошо, но уже 30 июля 2019 года в британском журнале Animal Genetics выходит работа двух французских ученых – догадайтесь сами о чем. О той же самой мутации у курильских бобтейлов68! О том, что российские заводчики курильских бобтейлов уже дали название новому окрасу, эти французские ученые, конечно же, не знали, поэтому придумали ему свое – “камедь” (англ. copal). А статью “Зоогена” опубликовали только в феврале 2020 года69.

Из-за того, что первооткрывателем обычно считается тот, кто первым успел опубликовать свою работу, новый окрас курильских бобтейлов теперь известен всему миру как камедь, а мутация получила обозначение ec. Вот так бюрократические рифы потопили лодку научного открытия.

солнечные сибирские кошки

Несмотря на то, что у млекопитающих золотая окраска обычно связана с мутациями в гене Экстеншн, одним этим геном дело не ограничивается. В начале 2000-х на кошачьих выставках стали появляться сибирские[32] кошки золотой окраски. По традиции окраске дали отдельное название – “саншайн” (от англ. sunshine – “солнечный свет”).

Солнечные сибиряки бывают двух видов: просто солнечные и очень-очень солнечные. У просто солнечных сибиряков “стандартные” цвета осветляются с черного до каштанового и с желтого до светло-желтого. У очень солнечных сибиряков темные тона в окраске почти отсутствуют. Темные полосы окрашены в темно-рыжий цвет, а светлые полосы осветлены настолько, что на груди и животе они практически белые.

В 2021 году группа французских ученых раскрыла тайну просто солнечных сибиряков. Они описали рецессивную мутацию wbSIB в гене CORIN, который в догеномную эру назывался геном Wideband (Широкой полосы)70. Название “ген Широкой полосы” говорит само за себя: у золотых сибирских кошек в волосе почти отсутствует полосатость, так как почти весь его стержень, за исключением темного кончика, становится светлым.

Помните, мы рассказывали, что синтез белка Агути в клетке происходит с перерывами, за счет чего в волос поступает то фео–, то эумеланин, и тот становится полосатым? Нормальный аллель Wb кодирует трансмембранную сериновую пептидазу, которая подавляет активность белка Агути. Это неудивительно, ведь белок Широкой полосы относится к мафиозному клану, который пытается разрушить Агути. Этому клану противостоит клуб фанатов Агути, которые самоотверженно пытаются его защитить. Так как сам белок Широкой полосы сидит в мембране и никуда передвигаться не может, он через белков-почтальонов передает Агути черную метку. Эту метку видят специальные белки-киллеры, которые выслеживают обреченных и уничтожают их. Вот такая клеточная система заказных убийств.

У кошек Wb/_ силы двух группировок (за и против Агути) равны, поэтому с переменным успехом то одним, то другим удается достичь своей цели. У сибирских солнечных кошек wbSIB/wbSIB в гене Широкой полосы в позиции 2383 цитозин заменен на тимин. Это приводит к замене аминокислоты аргинина в 795-й позиции в белке на цистеин. В составе цистеина содержится сера, которая способна образовывать ковалентную связь с атомом серы из другой серосодержащей аминокислоты. В норме с помощью таких связей белковая цепь сворачивается в клубочек, который выглядит как беспорядочный моток ниток. На самом деле форма клубочка строго запрограммирована и оптимально подходит для выполнения функций конкретного белка. Если ковалентные связи образуются там, где их быть не должно, то это приводит к неправильному сворачиванию белковой цепи. В зависимости от того, насколько форма белкового клубочка отличается от нормальной, такой белок либо хуже выполняет свою работу, либо вообще не способен с ней справиться.

У солнечных сибирских кошек wbSIB/wbSIB белок Широкой полосы часто промахивается в установлении черных меток на белок Агути. Из-за этого Агути живет дольше и желтые полосы в волосе становятся шире, приводя к золотой окраске (рис. 3–6).

Как же тогда получаются очень солнечные сибиряки? У них Агути еще более живучий за счет еще более дефектного белка Широкой полосы. Это приводит к непрерывной выработке феомеланина, пока запасы цистеина – ключевого “строительного материала” для этого пигмента – не истощаются в клетке.

Это похоже на работу принтера, который продолжает печатать, несмотря на заканчивающиеся чернила: волос продолжает расти, но из-за дефицита цистеина синтез феомеланина постепенно снижается. В результате основание каждого волоса становится почти бесцветным.

Мутация, превратившая сибиряков в очень солнечных, получила название wbeSIB (от англ. extreme Siberian (eSIB) – “экстремальный сибирский”)71. Она приводит к замене аминокислоты цистеина на тирозин в белке. Отсутствие цистеина означает отсутствие ковалентной связи, что, в свою очередь, ведет к неправильному сворачиванию белка.

Рис. 3–6. При стандартной окраске (Wb/_) светлые и темные полосы вдоль волоса чередуются. У солнечных сибирских кошек (wbsib/wbsib) белок Агути дольше активен в клетке, и формируется одна широкая светлая полоса.

золотые британские кошки

Если вы еще не устали от золотых кошек, то вот вам еще одна порода – британская. Золото в этой породе обеспечено еще одной рецессивной мутацией в гене Широкой полосы[33]. Британская мутация wbBSH – это замена цитозина на тимин, которая создает стоп-кодон в соответствующей мРНК72. Так же, как и у сибирских кошек, у британских кошек wbBSH/wbBSH Агути дольше остается связанным с Экстеншн, что приводит к усиленному синтезу феомеланина и формированию широкой светлой полосы вдоль волосков.

Оттенки золота у британцев зависят от комбинации аллелей в гене Широкой полосы. Оказалось, что все гомозиготы wbBSH/wbBSH имеют теплые абрикосовые оттенки шубки (вкл., илл. 4). При этом у некоторых из них широкая полоса такая широкая, что волоски в области грудки,