Павел Бородин - Кошки и гены

К тому же типу мутаций относится Dilution lethal [символ d1). В этом случае нарушена функция фермента, отвечающего одновременно за метаболизм и предшественников меланина, и белков, обеспечивающих формирование нейронов. Гомозиготные по этой мутации животные имеют очень красивый светло- сиреневый цвет шерсти. Они меньше, чем их нормальные собратья. Симптомы нервных нарушений выявляются уже в возрасте 5 недель в виде дрожания головы. Оно становится все более заметным, и к 8 неделям возникают нарушения координации движений, развивается слепота и глухота. Причина этих нарушений — прогрессирующая дегенерация нейронов в стволовом отделе мозга.

Мутации, описанные выше, к сожалению, встречаются не только у кошек, но и у человека. Их детальное изучение поможет исследователям в разработке эффективных методов ранней диагностики врожденных дефектов у человека и подходов к их коррекции. Трудно сказать пока, какие методы лечения могут быть разработаны. Поэтому исследования в этой области разворачиваются широким фронтом. Кошка постепенно становится третьим основным лабораторным животным после мыши и крысы. Гомология наследственных заболеваний кошки и человека очень велика. Кроме описанных выше нервных наследственных болезней у кошек обнаружены диабет, гемофилия, порфирия и целый ряд других заболеваний.

Не нужно думать, однако, что мутации всегда вызывают грубые искажения поведения. Некоторые мутации могут вести к небольшим причудам. Реакция котов на валерьянку не исследована подробно генетиками, хотя по этому признаку в популяциях кошек есть значительное разнообразие. Одни не реагируют на валерьянку вообще, другие же реагируют излишне бурно. Очень хороший пример последних являют мой коты.

Описано разнообразие в популяциях кошек и по реакции на растение с символическим названием — котовник кошачий. Наличие реакции возбуждения на это растение обусловлено одним аллелем. Кошки, гомозиготные по этому аллелю, способны обнаруживать активное начало этого растения - эфирное масло транс-цис-непеталактон — в концентрации одна молекула на миллиард.

Подобного рода мутации у человека не описаны. Зато и у человека, и у кошки обнаружены мутации карликовости. Они приводят к торможению роста всего организма или отдельных его частей.

По аналогии с тем, что известно о механизме действия таких мутаций у человека и мыши, можно предположить, что у кошек пропорциональная карликовость, которая обусловлена рецессивным аллелем Dwarf (символ dw), имеет в своей основе повреждение клеток гипофиза. В этой железе, расположенной в основании головного мозга, внормесинтезируется

соматотропный гормон, который регулирует процессы роста. Сниженная продукция этого гормона или нарушения его активности, обусловленные мутацией, могут вести к торможению роста.

На мышах, имеющих аномалии подобного рода, были сделаны попытки генотерапии. В зиготы, имеющие две дозы аллеля карликовости, вносили фрагменты ДНК гена крысы, отвечающего за синтез соматотропина. В ряде зигот этот фрагмент встраивался в геном и в должное время начинал синтезировать нужный гормон. Такие трансгенные мыши не только догоняли в росте своих нормальных собратьев, но часто и превосходили их.

Кроме пропорциональной карликовости, у кошек описаны еще две мутации, которые нарушали процесс роста не всего организма, а его отдельных частей.

В тридцатые годы была описана мутация Achondroplastic dwarf К сожалению, характер наследования этой мутации не был исследован подробно, и сама мутация была вскоре утеряна. Пораженные животные имели укороченные конечности. Мутации, гомологичные данной, наблюдаются у целого ряда домашних животных. У собак — это таксы и, видимо, бассеты. У овец на основе такой мутации была создана аконская порода. Она хороша тем, что коротконогие аконские овцы не в состоянии перепрыгнуть даже через небольшой забор, и поэтому их содержат без надзора.

Также не сохранилось подробное описание наследования утерянной к настоящему времени очень интересной мутации Kanqaroo. Кенгуровые котята имели сильно укороченные передние лапы. Они передвигались короткими изящными прыжками. Когда они сидели, то очень походили на маленьких кенгуру. Действительно жаль, что эта мутация утеряна. На ее основе можно было бы создать очень интересную породу.

Начав с развития нервной системы, мы как-то незаметно от нее отошли и занялись рассмотрением скелетных мутаций. Это неудивительно, ибо нет мутаций, действующих на одну систему и не затрагивающих несколько других. Плейотропное, множественное действие гена — не исключение, а правило. Все системы организма связаны в своем развитии. На справедливость этого утверждения указывает наличие множественных эффектов генов. Мы еще не раз столкнемся с фактами подобного рода. А пока завершим рассмотрение мутаций, повреждающих развитие конечностей.

У человека довольно часто встречается мутация шестипалости. Доминантная мутация такого рода Polydactyly (символ Pd) описана у кошек Дарвином: «Я слышал о нескольких семьях шестипалых кошек: в одной семье эта особенность передавалась, по крайней мере, в течение трех поколений».

У гомо- и гетерозигот по такой мутации возникает от одного до трех нормально развитых добавочных пальцев. Количество пальцев на разных лапах может варьировать. Чаще всего

аномалия проявляется на передних лапах. В любом случае добавочные пальцы не могут вырасти на задних лапах, если передние нормальны. Мутация полидактилии довольно часто встречается в канадских популяциях кошек.

Анализ мутации полидактилии у мыши показал, что эта аномалия развития обусловлена незаконной активацией нормального гена Sonic hedgehog в том районе зачатка лапки, где он в норме не должен быть активен. Эту незаконную активацию вызывает относительно короткий регуляторный элемент, который находится в интроне совсем другого гена, локализованного в той же хромосоме на расстоянии 1 млн. нуклеотидов от гена Sonic hedgehog.

У кошек описана еще одна доминантная мутация, меняющая анатомию конечностей, Split-foot [символ Sp): на передних лапах стопа оказывается расщепленной. Задние лапы, как правило, не повреждаются. Особых неприятностей пораженным котятам этот дефект не причиняет. Они слегка прихрамывают при ходьбе, но в целом чувствуют себя вполне счастливыми. Эта мутация проявляется не у всех ее носителей. Генетики говорят в таких случаях, что мутация имеет варьирующую пенетрантность. Простим им эту слабость к терминам. Это красивое слово — пенетрантность — обозначает процент особей, проявляющих мутацию в фенотипе среди тех, кто эту мутацию имеет. Мы еще встретимся с этим понятием при рассмотрении других мутаций. Интересно, что мутации, аналогичные [сходные по проявлению) или гомологичные [сходные по происхождению) мутации Sp, обнаружены у человека.