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
Nauka
Alkohol, nikotyna, narkotyki wyzwaniem dla zdrowia publicznego. Między wolnością a reglamentacją
Nauka
Naukowcy testują nowy sposób walki z superbakteriami. Skład tabletek może zaskoczyć
Materiał Partnera
Wielkie nieobecne. Kobiety we władzach spółek
Materiał Partnera
Oszukują i rozdają nagrody. Tego (na pewno!) nie wiesz o storczykach
Materiał Promocyjny
Firmy, które zmieniły polską branżę budowlaną. 35 lat VELUX Polska
Materiał Partnera
Motory molekularne. Tak naukowcy uczą nanocząsteczki kręcić się na zawołanie