Генетика маскировочной окраски Dun у лошадей
Большинство современных домашних лошадей утратило дикий тип маскировочной окраски — бледный волос с зебровидными тёмными полосами, известный как паттерн Dun. Международная команда учёных выяснила причину этого рисунка и почему он потерян у большинства лошадей. Результаты, опубликованные в Nature Genetics, раскрывают новый механизм биологии кожи и волос и дают новое представление об одомашнивании лошадей.
Исследование — международная коллаборация под руководством групп из Уппсальского университета (Швеция) и Института биотехнологий Хантсвилла (США).
- Бледный окрас у лошадей Dun обеспечивает камуфляж, делая животное в дикой природе менее заметным.
- Домашние лошади (и многие другие домашние животные) отбирались поколениями, чтобы быть более заметными, привлекательными или просто отличными от дикого типа.
- У большинства домашних лошадей окрас non-dun — более интенсивный и равномерно распределённый пигмент.
Новый тип пигментации волоса
Анализ распределения пигмента в отдельных волосах показал:
- Разбавленные волосы лошадей Dun пигментированы неравномерно по окружности. Интенсивная пигментация есть только вдоль длины волоса на стороне, обращённой наружу от тела; остальная часть волоса почти лишена пигмента.
- Волосы из тёмных областей у Dun лошадей, напротив, интенсивно пигментированы по всей окружности.
- Такой тип пигментации нов для науки и отличается от известного у грызунов, приматов и хищников.
Генетическая причина — фактор транскрипции TBX3
Генетический анализ и секвенирование ДНК показали, что окрасы Dun и non-dun определяются одним геном, кодирующим транскрипционный фактор T-box 3 (TBX3).
- У людей инактивация гена TBX3 вызывает синдром Ульнар-Мамарный.
- У лошадей, утративших окрас Dun, мутации в TBX3 не инактивируют функцию белка, а влияют только на то, где ген экспрессируется в растущем волосе.
Было обнаружено две формы тёмного окраса non-dun, вызванные разными мутациями:
- Non-dun1: часто показывает примитивные отметины, похожие на Dun.
- Non-dun2: обычно не показывает примитивных отметин.
Механизм действия TBX3
Измерение распределения TBX3 в растущих волосах показало:
- TBX3 зеркально отражает распределение меланоцитов — клеток, производящих пигмент.
- Результаты позволяют предположить, что TBX3 влияет на дифференцировку специфических клеток в волосе, создавая микроокружение, которое ингибирует проживание меланоцитов во "внутренней" половине волоса.
Учёные предполагают, что сигналы, определяющие, где экспрессируется TBX3, могут помочь объяснить полосы у зебр:
- Область тела, где экспрессируется TBX3, может отвечать за полосатый рисунок.
- Область волоса, где экспрессируется TBX3, может отвечать за интенсивность цвета.
Эволюция и одомашнивание
- Вариант non-dun2 появился недавно, скорее всего, после одомашнивания.
- Варианты Dun и non-dun1 существовали до одомашнивания. Это подтверждается анализом древней ДНК лошади, жившей около 43 000 лет назад, которая несла оба этих варианта.
Это показывает, что одомашнивание лошадей включало два разных цветовых морфа (Dun и non-dun1).