Кошки и гены

Зачаток нервной системы — нервная трубка — формируется из парных складок, которые возникают на спинной стороне эмбриона. Из нее затем образуется головной и спинной мозг с периферической нервной системой.

Рассмотрим кратко мутации, которые нарушают развитие нервной системы. Их довольно много. И это понятно. Нормальное

функционирование нервной системы более, чем любой другой системы организма, зависит от точности взаимодействия составляющих ее элементов. Самые незначительные дефекты в функции генов, которые активны даже в локальной группе нейронов, могут приводить к существенным нарушениям поведения.

У кошек обнаружен доминантный ген Cerebellar ataxia (символ ЛС). Эта мутация приводит к повреждению структуры нейронов мозжечка: мозжечок оказывается гораздо меньше, чем должен быть в норме. Это влечет за собой нарушение координации движений. Дефект никак не проявляется, когда котенок отдыхает, но стоит ему подняться на ноги, как сразу бросается в глаза неуклюжесть его походки. Ноги как бы идут в разные стороны, и котенок часто падает. Иногда наблюдается дрожание головы. Из- за этого прием пищи становится для бедного котенка серьезной и часто неразрешимой проблемой: он не может ухватить кусок, а если пытается лакать молоко, то часто захлебывается, потому что его нос оказывается погруженным в жидкость. Эти нарушения, бывает, проходят со временем, а иногда сохраняются на всю жизнь. Тип наследования их не вполне ясен. Но скорее всего наследование идет по доминантному типу. То есть для проявления эффекта достаточно одной дозы мутантного аллеля..

К гораздо более тяжелым последствиям приводит мутация Tremor (символ tr). Это — рецессивная мутация. Она проявляется только в том случае, если получена от обоих родителей. У гомозигот по этой мутации дрожание тела наблюдается постоянно и часто переходит в тяжелые судороги. Механизм действия аллеля tr неизвестен. Показано, однако, что мозжечок у пораженных котят не изменен.

Известна рецессивная мутация, вызывающая водянку мозга. Hydrocephalus (символ hy). Котята рождаются с очень крупной, как бы распухшей головой. Часто у них наблюдаются при этом такие дефекты, как волчья пасть и заячья губа. Это нарушение несовместимо с жизнью.

Описанные выше аллели, по-видимому, активны только в нервных клетках и ведут к тяжелым нарушениям развития нервной системы.

Однако кроме генов, активных только в специфических типах клеток, есть гены, которые работают во всех клетках без исключения. Это так называемые гены домашнего хозяйства. Это — не моя метафора. Гены домашнего хозяйства — принятый в науке термин для обозначения генов, которые отвечают за синтез ферментов, необходимых каждой клетке не для выполнения ее функции в организме, но для ее собственной жизни, для внутренних нужд. Это ферменты, которые обеспечивают питание, дыхание клетки и другие фундаментальные процессы.

Дефекты в генах домашнего хозяйства, если они достаточно серьезны, могут приводить к гибели эмбриона на самых ранних этапах эмбрионального развития. Менее значительные дефекты или дефекты в менее важных генах домашнего хозяйства иногда не сказываются на развитии целого организма, а приводят к нарушениям только в отдельных типах клеток, для которых оказывается важным тот путь метаболизма, который при данной

мутации поврежден.

Рецессивная мутация по гену beta-palactosidase, ответственному за синтез фермента бета-галактозидазы [символ -р-даО ведет к прогрессирующему нарушению функции нервной системы, связанному с дегенерацией нейронных сетей. Заболевание проявляется в возрасте 4 месяцев. Возникает дрожательный паралич головы и лап. К 8 месяцам наступает полный паралич. К 12 месяцам развиваются эпилептоидные судороги и слепота.

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.