Dlaczego koty są rude? Naukowcy w końcu rozwiązali zagadkę DNA

Naukowcy od wielu lat zastanawiali się, z czego wynika charakterystyczny rudy kolor sierści kotów i dlaczego zazwyczaj pojawia się on u samców. Okazuje się, że za wszystkim stoi genetyczna niespodzianka.

Publikacja: 20.05.2025 04:17

Rudy kolor sierści występuje najczęściej u samców kotów

Rudy kolor sierści występuje najczęściej u samców kotów

Foto: Adobe Stock

Większość rudych pręgowanych kotów to samce. Samice to z kolei koty szylkretowe o dwukolorowym umaszczeniu lub kaliko o umaszczeniu trójkolorowym. Badacze od ponad wieku próbowali dowiedzieć się, dlaczego tak jest. Podejrzewali, że rude koty mają specjalny „pomarańczowy gen” na chromosomie X. Idąc tym tropem, samce, z uwagi na tylko jeden chromosom X, będą miały futro w tym kolorze, o ile odziedziczą gen. Samice mają z kolei dwa chromosomy X i w związku z tym potrzebują dwóch kopii genu, aby mieć rudą sierść. Wyjaśniałoby to, dlaczego kotki z takim umaszczeniem występują znacznie rzadziej. Jeśli zaś samice odziedziczą jeden „pomarańczowy” i jeden „czarny” gen, rozwija się u nich plamiste lub cętkowane futro typowe dla szylkretów lub kaliko.

Naukowcy na tropie nieuchwytnego genu

Naukowcom przez dziesięciolecia nie udało się zidentyfikować wspomnianego „pomarańczowego” genu. Dopiero dwa zespoły badaczy z Kyushu University w Japonii i Stanford University w Stanach Zjednoczonych rozwikłały tę zagadkę. Japońscy naukowcy odkryli mutację sprzężoną z chromosomem X, która odpowiada za rude futro u kotów domowych. Jest to tzw. delecja, która polega na utracie fragmentu DNA. Ich wyniki potwierdziło drugie niezależne badanie przeprowadzone przez amerykańskich badaczy. Oba artykuły poświęcone temu odkryciu zostały jednocześnie opublikowane w „Current Biology”.

Czytaj więcej

Nowe odkrycie dotyczące ewolucji zwierząt. Szykuje się korekta o 40 milionów lat?

„Identyfikacja genu była od dawna moim marzeniem, więc cieszę się, że w końcu udało mi się go rozgryźć” – powiedział profesor Hiroyuki Sasaki, główny autor badania. „Rude i czarne plamy powstają, ponieważ na wczesnym etapie rozwoju jeden chromosom X w każdej komórce jest losowo wyłączany. W miarę podziału komórek powstają obszary z różnymi aktywnymi genami koloru sierści, co skutkuje wyraźnymi cętkami. Efekt jest tak widoczny, że stał się podręcznikowym przykładem inaktywacji chromosomu X, chociaż odpowiedzialny za to gen był nieznany” – dodał profesor.

Badacze zbadali kocie DNA i odkryli tajemnicę rudego umaszczenia

Japoński zespół przeanalizował DNA 18 kotów. 10 z nich miało rude umaszczenie. Okazało się, że u wszystkich 10 osobników występowała delecja w jednym genie – ARHGAP36. Co ciekawe, nie pojawiła się ona u kotów o innym kolorze sierści. To samo zidentyfikowano u 49 innych rudych osobników. Naukowcy odkryli również, że gen ARHGAP36 w momencie inaktywacji chromosomu X zostaje wyciszony. Warto dodać, że to zjawisko zachodzi nie tylko u kotów, ale też u myszy i ludzi. Profesor Sasaki przyznał, że to odkrycie było tak mocnym dowodem, że jego zespół od razu uznał ARHGAP36 za nieuchwytny „pomarańczowy gen”. 

Czytaj więcej

Naukowcy spełnili odwieczne marzenie alchemików. Zmienili ołów w złoto

Gdy naukowcy bliżej przyjrzeli się mutacji, okazało się, że fragmentu DNA brakuje w miejscu, które nie odpowiada za kodowanie. Co za tym idzie, samo białko pozostało niezmienione. Jest to bardzo ważne, ponieważ mutacje w strukturze białka prawdopodobnie byłyby szkodliwe dla kota. Badacze podejrzewali, że w wyniku mutacji zmieniła się tylko aktywność genu. Aby to potwierdzić, zbadali tkankę skórną czterech kotów kalifornijskich. Okazało się, że gen ARHGAP36 był znacznie bardziej aktywny w melanocytach (czyli komórkach, które produkują pigment znajdujących się w skórze) w tkance pobranej z rudych plam, a mniej aktywny w tkankach pobranych z czarnych lub białych plam. Oznacza to, że gdy w ARHGAP36 brakuje wspomnianego fragmentu, gen pozostaje aktywny, z kolei, gdy delecja nie występuje, aktywność genu jest wyłączona.

W wyniku dalszej analizy okazało się, że wysoka aktywność ARHGAP36 wiąże się ze zmniejszoną aktywnością innych genów zaangażowanych w melanogenezę, czyli  proces wytwarzania pigmentu w skórze i włosach. Naukowcy przypuszczają, że w wyniku nieznanego na ten moment mechanizmu zachodzą zmiany w produkcji tego pigmentu – zamiast ciemnej eumelaniny produkowana jest feomelanina, czyli barwnik o kolorze od czerwonego do żółtego. W ten sposób powstaje ruda sierść.

Co ciekawe, gen ARHGAP36 przejawia swoją aktywność również w mózgu i gruczołach hormonalnych. Oznacza to, że potencjalnie może wpływać na coś więcej niż tylko kolor sierści. Naukowcy mają w planach zbadać ten temat. U ludzi gen jest powiązany z rakiem skóry oraz wypadaniem włosów. Rozszyfrowanie jego funkcji molekularnej może zatem mieć istotne znaczenie medyczne.

Większość rudych pręgowanych kotów to samce. Samice to z kolei koty szylkretowe o dwukolorowym umaszczeniu lub kaliko o umaszczeniu trójkolorowym. Badacze od ponad wieku próbowali dowiedzieć się, dlaczego tak jest. Podejrzewali, że rude koty mają specjalny „pomarańczowy gen” na chromosomie X. Idąc tym tropem, samce, z uwagi na tylko jeden chromosom X, będą miały futro w tym kolorze, o ile odziedziczą gen. Samice mają z kolei dwa chromosomy X i w związku z tym potrzebują dwóch kopii genu, aby mieć rudą sierść. Wyjaśniałoby to, dlaczego kotki z takim umaszczeniem występują znacznie rzadziej. Jeśli zaś samice odziedziczą jeden „pomarańczowy” i jeden „czarny” gen, rozwija się u nich plamiste lub cętkowane futro typowe dla szylkretów lub kaliko.

Pozostało jeszcze 83% artykułu
Materiał Partnera
Czy jest pan/pani za…? Oto, jak sposób zadawania pytań wpływa na odpowiedzi
Materiał Partnera
Wzór na sprawiedliwość. Jak matematyka może usprawnić budżet obywatelski?
Nauka
Naukowcy zaobserwowali „piractwo lodowe” na Antarktydzie. Zachodzi szybciej, niż sądzono
Nauka
Przełomowe odkrycie naukowców dotyczące szpaków. Podważa wcześniejsze twierdzenia
Materiał Promocyjny
Budujemy cyfrową tarczę bezpieczeństwa surowcowego