Гены, определяющие окраску перьев у голубей

Учёные из Университета Юты идентифицировали мутации в трёх ключевых генах, которые определяют цвет перьев у домашних скалистых голубей (Columba livia). Эти же гены контролируют пигментацию кожи человека.

"Мутации в этих генах могут быть ответственны за кожные заболевания и состояния, такие как меланома и альбинизм", — говорит Майкл Шапиро, доцент биологии и старший автор исследования, опубликованного 6 февраля в журнале Current Biology.

"Во всех породах голубей мутации в трёх основных генах объясняют огромную долю вариаций в окрасе", — отмечает Шапиро.

• Различные формы гена Tyrp1 делают голубей сине-чёрными (сероватый цвет обычных городских голубей), красными или коричневыми.
• Мутации второго гена, Sox10, делают голубей красными независимо от того, что делает первый ген.
• Различные формы третьего гена, Slc45a2, делают цвета голубей либо интенсивными, либо размытыми.

Учёные обнаружили, что цвет перьев определяется разными версиями (аллелями) этих трёх генов и так называемыми эпистатическими взаимодействиями, когда один ген маскирует эффекты других генов.

Разные версии трёх основных генов влияют на относительные пропорции основных форм пигмента меланина — эумеланина (обеспечивает чёрную и коричневую пигментацию) и феомеланина (обеспечивает красную и жёлтую пигментацию) — и их распределение внутри клеток.

Три пигментных гена не контролируют, как цвета распределены в узорах на теле голубей (например, белые пятна). Генетика цветовых паттернов ещё предстоит определить.

Как работают гены

Исследование показало, что окраски перьев у 82 пород голубей можно объяснить различными комбинациями трёх генов.

• Tyrp1: Продуцирует белок, который помогает создавать пигмент эумеланин.
  • Сине-чёрные голуби имеют нормальный Tyrp1.
  • Пепельно-красные и коричневые птицы содержат разные мутации в гене Tyrp1, что приводит к уменьшению или изменению пигментации.
• Sox10: Мутации, влияющие на этот ген, подавляют цвета, определяемые различными версиями Tyrp1. Независимо от версии Tyrp1, мутации, регулирующие Sox10, дают красных голубей.
• Slc45a2: Мутация этого гена снижает интенсивность цветов, определяемых Tyrp1 и Sox10.
  • Голуби с мутантным Slc45a2 демонстрируют те же базовые цвета, но в "разбавленных" версиях.
  • Например, голубь с пепельно-красной версией Tyrp1 и мутантным Slc45a2 имеет пепельно-жёлтые перья. Голуби с мутациями Sox10 и Slc45a2 — жёлтые (разбавленная форма красного).

Сине-чёрный окрас считается "нормальным" (предковым), так как ни в Tyrp1, ни в других двух основных генах у этих голубей нет мутаций.