Ο Γκάρφιλντ, πρωταγωνιστής του ομώνυμου κόμικ που δημιούργησε ο Τζιμ Ντέιβις το 1978, είναι, όπως πολλές άλλες γάτες, πορτοκαλί. Είναι πορτοκαλί με τον ίδιο τρόπο που κάποιοι άνθρωποι είναι κοκκινομάλληδες, κάποια άλογα είναι καφετιά ή κάποια σκυλιά είναι ιρλανδικά σέττερ, αλλά υπάρχει μια σημαντική διαφορά.

Για όλα τα άλλα ζώα, συμπεριλαμβανομένων των κοκκινομάλληδων ανθρώπων, γνωρίζουμε τι προκαλεί αυτό το χαρακτηριστικό χρώμα, αλλά παραδόξως, δεν ξέραμε τι το προκαλεί στις γάτες – και γενικά στα αιλουροειδή – μέχρι τώρα.

Δύο επιστημονικές έρευνες μόλις δημοσιεύθηκαν στο bioRxiv – ένα από τα πιο δημοφιλή μέσα προδημοσίευσης μη αναθεωρημένων άρθρων – που εξηγούν τη γενετική πίσω από τις πορτοκαλί γάτες. Η μία προέρχεται από το εργαστήριο του Γκρεγκ Μπαρς στο Πανεπιστήμιο Στάνφορντ της Καλιφόρνιας. Η άλλη προέρχεται από το εργαστήριο του Χιρογιούκι Σασάκι στο Πανεπιστήμιο Κιούσου της Ιαπωνίας.

Ευμελανίνη και φεομελανίνη: Οι δύο χρωστικές των θηλαστικών

Τα θηλαστικά έχουν μόνο δύο χρωστικές ουσίες, οι οποίες είναι δύο χρώματα μελανίνης: την ευμελανίνη (σκούρο καφέ, μαυριδερή) και τη φεομελανίνη (κιτρινωπή, κοκκινωπή ή πορτοκαλί). Οι κοκκινομάλληδες παράγουν μόνο φεομελανίνη, ενώ οι άνθρωποι με σκούρο δέρμα συσσωρεύουν κυρίως ευμελανίνη. Όλα τα υπόλοιπα χρώματα δέρματος και μαλλιών βρίσκονται κάπου στο ενδιάμεσο, χάρη σε 700 γονίδια που ρυθμίζουν τον χρωματισμό στα ζώα.

Στα πρωτεύοντα θηλαστικά, τα άλογα, τα τρωκτικά, τους σκύλους, τις αγελάδες και πολλά άλλα ζώα, η παραγωγή μελανίνης και η απόφαση για την παραγωγή ευμελανίνης ή φαιομελανίνης βρίσκεται στα χέρια μιας μεμβρανικής πρωτεΐνης που ονομάζεται MC1R. Αυτή ελέγχει τα κύτταρα του δέρματος, γνωστά ως μελανοκύτταρα, που απελευθερώνουν μελανίνη. Εάν απελευθερωθεί μια ορμόνη που διεγείρει τα μελανοκύτταρα (α-MSH), τότε αυτά αρχίζουν να παράγουν ευμελανίνη. Εάν έρθει στο παιχνίδι ένας ανταγωνιστής, όπως η πρωτεΐνη που δίνει ένδειξη agouti ή η βήτα-δεφενσίνη στους σκύλους, η παραγωγή σκούρας ευμελανίνης σταματά και τα μελανοκύτταρα παράγουν αντ’ αυτής πορτοκαλί φαιομελανίνη.

Ωστόσο, οι γάτες είναι εντελώς διαφορετικό θέμα. Όποιος έχει γάτα στο σπίτι ξέρει ότι είναι πολύ ιδιόμορφα ζώα, πολύ ξεχωριστά από κάθε άποψη, και αυτό επεκτείνεται και στον χρωματισμό τους.

Στις γάτες, η παραγωγή ευμελανίνης ή φαιομελανίνης δεν ελέγχεται από τον υποδοχέα MC1R. Αντίθετα, βρίσκεται στα χέρια ενός τόπου (του οποίου το γονίδιο ήταν, μέχρι τώρα, άγνωστο) που ονομάζεται «πορτοκαλί». Ένας τόπος είναι μια φυσική θέση στο γονιδίωμα της οποίας τα αποτελέσματα είναι γνωστά (π.χ. μαύρο ή πορτοκαλί τρίχωμα), αλλά όχι οι λεπτομέρειες της ακριβούς αλληλουχίας DNA που περιέχει, ούτε το γονίδιο στο οποίο ανήκει.

Για τον λόγο αυτό, συνήθως πρώτα προσδιορίζουμε τον τόπο και στη συνέχεια, με την πάροδο του χρόνου, ανακαλύπτουμε και περιγράφουμε λεπτομερώς το σχετικό γονίδιο. Ο πορτοκαλί τόπος στις γάτες μπορεί να εμφανιστεί σε δύο εκδοχές: μια παραλλαγή «Ο» που υποστηρίζει την παραγωγή φαιομελανίνης (πορτοκαλί) και μια παραλλαγή «ο» που είναι υπεύθυνη για την παραγωγή ευμελανίνης (μαύρο).

Διαβασε ακομα

Υπάρχουν 4 τρόποι να μάθεις αν η γάτα σου σε αγαπά ή απλώς… συμβιβάζεται

Μια λεπτομέρεια που πρέπει να σημειωθεί είναι ότι ο πορτοκαλί τόπος βρίσκεται στο χρωμόσωμα Χ. Οι θηλυκές γάτες είναι ΧΧ και οι αρσενικές γάτες είναι ΧΥ, όπως όλα τα άλλα θηλαστικά. Και όπως συμβαίνει με όλα τα θηλυκά θηλαστικά, όλα τα κύτταρα καθ’ όλη τη διάρκεια της ανάπτυξης θα αδρανοποιήσουν τυχαία ένα από τα δύο αντίγραφα του χρωμοσώματος Χ. Οι θηλυκές γάτες Οο – που φέρουν την παραλλαγή Ο στο ένα χρωμόσωμα Χ και την παραλλαγή Ο στο άλλο – θα δημιουργήσουν περιοχές του σώματός τους που θα είναι πορτοκαλί (στις περιοχές όπου έχουν αδρανοποιήσει το αλληλόμορφο «Ο») και άλλες που θα είναι μαύρες (όταν αδρανοποιούν το αλληλόμορφο «Ο»).

Αυτό σημαίνει ότι όταν βλέπουμε μια δίχρωμη (μαύρη/πορτοκαλί) ή τρίχρωμη (μαύρη/πορτοκαλί/λευκή) γάτα, ή μια από τις πιο αραιές εκδοχές της, γνωρίζουμε ότι πρέπει να είναι θηλυκή, και το μοτίβο του χρωματισμού της θα είναι εντελώς μοναδικό.

Οι αρσενικές γάτες είναι είτε πορτοκαλί, είτε μαύρες (έχουν μόνο ένα χρωμόσωμα Χ), αλλά δεν μπορούν να είναι δίχρωμες ή τρίχρωμες, εκτός αν φέρουν μια χρωμοσωμική αλλοίωση αντίστοιχη με το σύνδρομο Klinefelter στους ανθρώπους (όπου τα αρσενικά γεννιούνται με ένα επιπλέον χρωμόσωμα Χ).

Γάτες Calico ή τρίχρωμες γάτες

Τα θηλυκά μπορούν επομένως να έχουν τα μοναδικά μωσαϊκά μοτίβα που τόσο εκτιμούν οι λάτρεις των γατών. Όταν συμπίπτει με μια άλλη μετάλλαξη που επηρεάζει τον πολλαπλασιασμό και τη διαφοροποίηση των μελανοκυττάρων (παράγοντας λευκές κηλίδες, χωρίς χρωματισμό), αυτό δημιουργεί μια τρίχρωμη γάτα, κοινώς γνωστή ως calico.

Κάθε calico είναι μοναδική, καθώς η απενεργοποίηση ενός από τα χρωμοσώματα Χ σε κάθε χρωμοφόρο κύτταρο συμβαίνει τυχαία κατά τη διάρκεια της ανάπτυξης. Όσο νωρίτερα συμβεί αυτή η αδρανοποίηση κατά τη διάρκεια της ανάπτυξης, τόσο μεγαλύτερη είναι η προκύπτουσα κηλίδα. Όσο αργότερα συμβαίνει, τόσο μικρότερες είναι οι κηλίδες.

Το γονίδιο του πορτοκαλί τριχώματος των αιλουροειδών

Μέχρι τώρα δεν γνωρίζαμε ποιο γονίδιο κρυβόταν πίσω από τον πορτοκαλί τόπο στα αιλουροειδή. Η πρόσφατη εργασία των Μπαρς και Σασάκι εντόπισε ότι δεν πρόκειται για το ομόλογο της γάτας MC1R, αλλά για ένα διαφορετικό γονίδιο: Το γονίδιο Arhgap36. Οι αρσενικές γάτες με πορτοκαλί τρίχωμα, καθώς και οι πορτοκαλί κηλίδες των calico γάτων, φέρουν μια μετάλλαξη σε αυτό το γονίδιο που εμποδίζει την παραγωγή ευμελανίνης και επιτρέπει την παραγωγή φαιομελανίνης.

Οι δύο αυτές μελέτες αποτελούν ένα θαυμάσιο παράδειγμα καλής, βασικής, στέρεης έρευνας, η οποία έχει ως μόνο στόχο να ικανοποιήσει την επιστημονική περιέργεια χωρίς να γνωρίζει τις άμεσες εφαρμογές της, και να κατανοήσει, στην προκειμένη περίπτωση, γιατί ο άτακτος γάτος Garfield είναι πορτοκαλί.

Με πληροφορίες από The Conversation