Сломанные гены могут быть причиной необычного окраса меха у сумчатых

Отличительный окрас меха двух самых редких австралийских сумчатых может быть вызван "сломанными" генами пигментации, как показало новое исследование Университета Ла Троб. Загадочный обитающий в пустыне сумчатый крот и чёрная морфа исчезающей восточной сумчатой куницы — это лишь два примера из растущего числа сумчатых с аномалиями окраса.

У многих видов цветовые аномалии, такие как меланизм и ксантизм, считаются хроматическими нарушениями и вредят выживанию животного. Однако в исследовании, опубликованном в Biology Letters, учёные обнаружили, что для растущего числа сумчатых цветовые морфы являются обычными или даже универсальными для всех особей вида.

У чёрной морфы восточной сумчатой куницы отсутствующий участок ДНК отключает ген Agouti Signaling Protein (ASIP), который в норме приводит к выработке светлого желто-красного пигмента феомеланина.

Примечательно, что почти идентичный участок ДНК недавно был обнаружен отсутствующим у тасманийского дьявола — близкого родственного вида куницам, который также имеет черновато-коричневый основной окрас. Сравнив последовательности вокруг этих делеций ДНК, исследователи показали, что и куницы, и дьяволы независимо потеряли свои гены ASIP — явление, называемое "конвергентной эволюцией".

Параллельно команда изучила загадочного и редко встречающегося сумчатого крота — "плавающего в песке" млекопитающего из глубин австралийских пустынь, используя его недавно опубликованную сборку генома.

Сумчатые кроты редки среди млекопитающих своим "ксантическим" окрасом — светло-жёлтым цветом, вызванным отсутствием тёмного эумеланина. У этого вида ген Melanocortin 1 Receptor (MC1R), отвечающий за отложение эумеланина, имеет мутацию, которая укорачивает его и препятствует его функционированию. Известно, что ASIP и MC1R являются критически важными генами, контролирующими цвет меха у млекопитающих, и вместе функционируют как молекулярный "переключатель" между выработкой эумеланина и феомеланина.

Ведущий автор исследования доктор Чарльз Фейгин пояснил, что в норме MC1R периодически отключается ASIP, что приводит к чередованию тёмных и светлых полос внутри отдельных волосков, создавая обычный серо-коричневый окрас, характерный для большинства млекопитающих. Когда ломается любая сторона этого переключателя, баланс нарушается, что приводит к выработке только одного пигмента.

"Хотя точные эволюционные последствия вариаций окраса у сумчатых ещё предстоит выяснить, 'сломанные гены', по-видимому, играют важную роль в том, как они возникают", — сказал он.