معمای ژنتیکی گربه‌های نارنجی سرانجام پس از ۶۰ سال جستجو حل شد

دو گروه مستقل از پژوهشگران کشف کرده‌اند که احتمالاً رنگ پرزهای آتشین (نارنجی یا قرمز) روی گربه‌های خانگی ناشی از حذف بخشی از DNA در قسمت غیرکدکننده‌ی ژنوم گربه است.

به‌گزارش ساینس‌آلرت، گرگ بارش، ژنتیکدان دانشگاه استنفورد و همکارانش دریافتند که آر‌ان‌ای ژنی به نام Arhgap36 در سلول‌های پوستی گربه‌ها که خز نارنجی از آن‌ها می‌روید، در مقایسه با سلول‌های پوستی گربه‌هایی که خز نارنجی ندارند، ۱۳ برابر بیشتر بیان می‌شود.

پژوهشگران انتظار داشتند بخش کدکننده پروتئین در ژن Arhgap36 که خیلی فعال است، جهش پیدا کرده باشد، اما متوجه شدند در توالی پیش از بخش موردنظر آن‌ها، یک حذف اتفاق افتاده و همین امر احتمالا روی بیان بخش باقیمانده ژن تاثیر گذاشته است. حذف ۵ کیلوباز در تمام گربه‌های نارنجی مورد بررسی وجود داشت. پایگاه داده پژوهشگران شامل ۱۸۸ گربه بود که شامل ۱۴۵ گربه نارنجی، ۶ گربه  کالیکو/پوست لاک پشتی و ۳۷ گربه غیرنارنجی بود.

یکی از یافته‌ها عجیب نبود. طبق پیش‌بینی‌ها،‌ ژن جهش‌یافته روی کروموزوم X قرار دارد و همین امر توضیح می‌دهد که چرا رنگ نارنجی بین دو جنس گربه متفاوت ظاهر می‌شود. بیشتر گربه‌های نارنجی نر هستند؛ درحالی‌که بیشتر گربه‌های ماده‌ای که کمی خز نارنجی دارند، خزشان ترکیبی از رنگ‌های مختلف است.

پژوهشگران در مقاله خود می‌نویسند: «درمجموع این مشاهدات شواهد ژنتیکی و ژنومی قوی ارائه می‌کند که نشان می‌دهد حذف ۵ کیلوباز موجب ایجاد رنگ نارنجی وابسته به جنس در گربه‌ها می‌شود.»

از زمانی که در حدود ده هزار سال پیش، انسان‌ها همزیستی با گربه‌ها را شروع کردند، همیشه این سوال وجود داشت که چگونه یک گربه سیاه و یک گربه نارنجی می‌توانند بچه‌هایی با رنگ‌های غیرمنتظره تولید کنند. همان‌طور که انتظار می‌رود، بچه گربه‌های حاصل از این تلاقی غالبا نارنجی یا سیاه هستند. اما خز بچه گربه‌های ماده می‌تواند به صورت ترکیبی از لکه‌های سیاه، نارنجی و سفید یا به شکل خز پوست لاک‌پشتی باشد که در آن لکه‌های نارنجی در میان خز سیاه پراکنده است.

هر دو گروه پژوهشی تاکید می‌کنند که جهش مسئول خز نارنجی روی کروموزوم X قرار دارد و به همین دلیل، چنین تفاوت‌های واضحی در الگوی رنگ می‌تواند بین دو جنس ظاهر شود. برخلاف نرها که درنهایت فقط یک نسخه از این جهش را روی تنها کروموزوم X خود دارند، ماده‌ها دو کروموزوم X و بنابراین دو نسخه از این جهش را خواهند داشت.

در پستانداران به طور تصادفی یکی از دو کروموزوم X در هر سلول غیرفعال می‌شود تا از بیان بیش‌ازحد محصولات کروموزوم جلوگیری شود. این امر موجب می‌شود گربه‌های ماده نارنجی در برخی از بافت‌های سلول‌های پوستی خود یک جهش نارنجی فعال را داشته باشند که در کنار سلول‌هایی قرار خواهد گرفت که در آن‌ها کروموزوم X دارای ژن جهش‌یافته‌ی غیرفعال است. در موارد نادر که هر دو کروموزوم X حامل جهش هستند، گربه ماده به گلوله‌ی پشمالوی آتشینی تبدیل می‌شود که به اندازه‌ی گربه‌های نر، نارنجی است.

گربه‌های نارنجی به خاطر اینکه چندان باهوش به‌نظر نمی‌رسند، شهرت دارند. اما این باورها علمی نیستند و شواهدی وجود ندارد که نشان دهد رنگ گربه بر هوش یا سلامت روانی آن‌ها تأثیر می‌گذارد.

در حیوانات دیگر مشخص شده است که فعالیت بیش‌ازحد یا کمترازحد ژن Arhgap36 موجب بروز مشکلات رشدی می‌شود. اما به‌نظر می‌رسد در گربه‌های نارنجی، ژن مذکور فقط در سلول‌های رنگدانه‌ای درحال رشد و بالغ به نام ملانوسیت بیش از حد بیان می‌شود.

تفاوت بین گربه‌های پوست لاک‌پشتی و گربه‌های کالیکو وجود جهش اضافی لکه سفید در گربه‌های کالیکو است که بر توانایی بقای ملانوسیت‌های در حال رشد حین مهاجرت از تاج عصبی تاثیر می‌گذارد و به آن‌ها اجازه می‌دهد در ناحیه‌ی بزرگ‌تری از بدن گسترش پیدا کنند.

در مطالعه‌ی دوم نیز که تحت سرپرستی هیدههیرو توه، ژنتیکدان دانشگاه کیوشو انجام شد، ژن Arhgap36 به‌عنوان ژن عامل خز نارنجی گربه شناسایی شد. پژوهشگران دریافتند که بیان بیشتر این ژن، موجب سرکوب ژن‌های رنگدانه‌ی رنگی می‌شود و رنگدانه‌های قهوه‌ای تیره یوملانین را به رنگدانه‌های فئوملانین قرمز مایل به زرد، تغییر می‌دهد.