راز ژنتیکی گربه‌های نارنجی فاش شد
1
گربه‌های نارنجی همه‌جا دیده می‌شوند، از شخصیت مشهور گارفیلد گرفته تا گربه‌های تنبلی که زیر نور آفتاب لم داده‌اند. اما چه چیزی به این گربه‌ها رنگ خاص و زنده نارنجی می‌دهد؟ سال‌ها این موضوع برای دانشمندان یک راز باقی مانده بود. حالا، پژوهشگران دانشگاه استنفورد و دانشگاه کیوشو موفق شده‌اند این راز را فاش کنند. پاسخ در ژنی به نام Arhgap36 نهفته است که رفتار عجیبی در بدن گربه‌های نارنجی از خود نشان می‌دهد و باعث ایجاد این رنگ خاص می‌شود.
گربه‌های نارنجی؛ چرا کمیاب هستند؟
نقش کروموزوم X در رنگ نارنجی
دانشمندان مدت‌هاست می‌دانند که رنگ نارنجی در گربه‌ها با کروموزوم X مرتبط است. گربه‌های نر فقط یک کروموزوم X دارند، بنابراین اگر نسخه‌ای از ژن نارنجی روی این کروموزوم وجود داشته باشد، رنگ نارنجی کاملاً بروز می‌کند.
اما گربه‌های ماده دارای دو کروموزوم X هستند. برای آن‌که رنگ آن‌ها کاملاً نارنجی باشد، باید هر دو نسخه این ژن را داشته باشند. در غیر این صورت، ترکیبی از نارنجی، مشکی و سفید خواهند داشت؛ یعنی همان طرح‌های کالیکو یا لاک‌پشت‌پوستی.
«در گونه‌هایی که رنگدانه زرد یا نارنجی دارند، جهش‌های ژنتیکی معمولاً فقط در یکی از دو ژن خاص رخ می‌دهد، و هیچ‌کدام از آن‌ها به کروموزوم X مرتبط نیستند.» — کریستوفر کیلین، دانشمند ژنتیک و نویسنده اصلی مطالعه
رمز ژنتیکی رنگ گربه‌ها
مسیر کشف ژن Arhgap36
تیم کیلین مشکوک بودند که ژن مرتبط با این رنگ به کروموزوم X مربوط است. برای بررسی این فرضیه، آن‌ها نمونه DNA از کلینیک‌های عقیم‌سازی گربه‌ها جمع‌آوری کردند و گربه‌های نارنجی را با گربه‌های غیر نارنجی مقایسه کردند.
در نتیجه آنالیز ژنوم‌ها، آن‌ها به ۵۱ تغییر ژنتیکی مشکوک برخوردند که می‌توانست دلیل رنگ نارنجی باشد. در نهایت، سه گزینه برجسته شدند و یکی از آن‌ها بیش از بقیه جلب توجه کرد: Arhgap36.
رفتار عجیب ژن در سلول‌های رنگدانه‌ای
در گربه‌های نارنجی، یک حذف کوچک در ژن Arhgap36 باعث افزایش فعالیت آن در سلول‌های رنگدانه‌ای شده است. به‌طور معمول، این ژن فعالیت کمی دارد و بیشتر در بافت‌های عصبی یا سلول‌های سرطانی فعال است. اما در گربه‌های نارنجی، فعالیت آن بسیار بالا می‌رود.
«Arhgap36 در سلول‌های رنگدانه‌ای موش‌ها، انسان‌ها یا گربه‌های غیر نارنجی فعال نیست. اما در گربه‌های نارنجی، به‌نظر می‌رسد این ژن در جایی فعال می‌شود که نباید.» — کریستوفر کیلین
چرا بیشتر گربه‌های نارنجی، نر هستند؟
رابطه بین جنسیت و رنگ نارنجی کاملاً ژنتیکی است. گربه‌های نر یک کروموزوم X دارند؛ اگر ژن نارنجی روی آن باشد، رنگ آن‌ها کاملاً نارنجی می‌شود. اما گربه‌های ماده به دو نسخه از این ژن نیاز دارند تا کاملاً نارنجی شوند. اگر فقط یک نسخه داشته باشند، بدن‌شان به‌صورت موزاییکی از نارنجی و مشکی در می‌آید.
نتیجه تصادفی اما زیبا: طرح‌های کالیکو و لاک‌پشت‌پوستی
در این حالت، برخی سلول‌ها ژن نارنجی را فعال می‌کنند و برخی دیگر ژن مشکی را. این موضوع باعث شکل‌گیری پوشش‌هایی غیرقابل پیش‌بینی و زیبا می‌شود، درست مثل خلق‌و‌خوی خود گربه‌ها.
کشف مشترک بین دو دانشگاه
در حالی‌که پژوهشگران استنفورد روی ژن Arhgap36 تمرکز داشتند، تیمی دیگر در دانشگاه کیوشو ژاپن نیز تحقیق مشابهی را به‌طور مستقل انجام دادند. تیم به سرپرستی پروفسور هیرویوکی ساساکی DNA مربوط به ۱۸ گربه (۱۰ گربه نارنجی) را بررسی کرد.
نتایج آن‌ها با یافته‌های استنفورد مطابقت داشت. آن‌ها بررسی را گسترش دادند و DNA ۴۹ گربه دیگر را نیز تجزیه‌و‌تحلیل کردند. در همه گربه‌های نارنجی، حذف در ژن Arhgap36 مشاهده شد و در سایر گربه‌ها وجود نداشت.
منشأ تاریخی رنگ نارنجی
کریستوفر کیلین معتقد است این جهش ژنتیکی در مراحل ابتدایی اهلی‌سازی گربه‌ها به وجود آمده است. شواهد تصویری از نقاشی‌های قرن دوازدهم وجود دارد که گربه‌های کالیکو را نشان می‌دهد؛ بنابراین این جهش صدها سال قدمت دارد.
آینده پژوهش در گربه‌های مومیایی‌شده مصر
ساساکی قصد دارد پژوهش را با بررسی مومیایی‌های گربه در مصر باستان ادامه دهد تا زمان و مکان دقیق پیدایش این جهش ژنتیکی را مشخص کند.
فراتر از رنگ؛ تأثیرات احتمالی Arhgap36
ژن Arhgap36 تنها به رنگ نارنجی محدود نمی‌شود. در سایر جانوران، این ژن با رشد عصبی و حتی سرطان مرتبط است. آیا این ژن می‌تواند تأثیری بیشتر از ظاهر داشته باشد؟ ساساکی فکر می‌کند بله.
«مثلاً بسیاری از صاحبان گربه‌ها معتقدند رنگ و الگوی پوشش گربه با شخصیت آن‌ها مرتبط است. هنوز هیچ مدرک علمی برای این موضوع وجود ندارد، اما ایده جالبی است که ارزش بررسی دارد.» — ساساکی
احتمال تأثیر بر مغز و هورمون‌ها
پژوهشگران دریافتند که Arhgap36 در بافت‌های مختلف بدن فعال است، نه فقط پوست. هنوز مشخص نیست این فعالیت اضافه باعث تغییر رفتار یا سلامت گربه می‌شود یا نه، اما قطعاً ارزش تحقیق دارد.
آینده تحقیقات ژنتیکی در گربه‌ها
کشف ژن Arhgap36 تنها آغاز راه است. ساساکی و کیلین قصد دارند بررسی کنند که این ژن چگونه تولید رنگدانه را در بدن گربه‌ها کنترل می‌کند.
آن‌ها همچنین در حال تحقیق درباره نقش این ژن در سرطان و بیماری‌های پوستی هستند تا پیامدهای آن را برای گربه‌ها و حتی انسان‌ها شناسایی کنند.
راز گربه‌های نارنجی بالاخره فاش شد
بیش از یک قرن، ژن نارنجی در گربه‌ها ناشناخته باقی مانده بود. حالا با کشف Arhgap36، گامی بزرگ در درک رنگ‌آمیزی بدن گربه‌ها برداشته شده است، اما ماجرا هنوز تمام نشده است.
هدف نهایی دانشمندان
ساساکی قصد دارد جهش ژن را در محیط آزمایشگاهی بازسازی کند تا اثرات آن را در زمان واقعی مشاهده کند.
کیلین می‌خواهد مسیر مولکولی کامل این فرآیند را ترسیم کند تا بفهمد حذف ساده‌ای در DNA چگونه یک سلول ساده رنگدانه را به یک پدیده نارنجی تبدیل می‌کند.
از کوچه‌های خاکی مصر باستان تا آزمایشگاه‌های مدرن، گربه‌های نارنجی این ویژگی ژنتیکی خاص را قرن‌هاست با خود حمل می‌کنند. و با ادامه تحقیقات، ممکن است این رمز ژنتیکی بیش از آن‌چه تصور می‌شد، رازهای مهمی در خود نهفته داشته باشد.
این مطالعه در ژورنال Current Biology منتشر شده است.
