Кошки и гены

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.

Аналогов доминантной мутации, распространенной среди кошек с британского острова Мэн, Manx Taillessness [символ М), у человека не обнаружено. Легко понять почему. Эта мутация приводит к недоразвитию хвоста, которого у человека, как правило, нет. Соображение о том, что всякий человек есть гомозигота по этой мутации, представляется мне ошибочным. Дело в том, что хвост отсутствует полностью или сильно редуцирован в размерах у котов, гетерозиготных по этой мутации. Гомозиготы же гибнут задолго до рождения, и такие погибшие эмбрионы резорбируются. Поскольку мы не резорбируемся, хотя и не имеем хвоста, ошибочно думать, что мутация М имеет к нам какое-то отношение. Хвост можно потерять по тысяче разных причин. Интересующиеся проблемой хвостов отсылаются к Винни Пуху и к моей книжке «Этюды о мутантах». В главе «Длинная история с короткими хвостами» я привел исчерпывающий анализ этой проблемы.

Вернемся, однако, к кошачьим хвостам. У гетерозигот по мутации М они отсутствуют. Если же рудименты хвоста есть, то, как правило, они представлены сросшимися искривленными хвостовыми позвонками. У гетерозигот повреждения распространяются и на осевой скелет. Причем чем ближе к тому месту, где должен быть хвост, тем сильнее эти нарушения: они слабо заметны в шейном и грудном отделах, но становятся отчетливыми в поясничном и крестцовом. В последних отделах позвонки явно деформированы и часто сращены друг с другом. Нарушения затрагивают иногда кости таза. Все эти дефекты являются причиной сниженной жизнеспособности гетерозигот по данной мутации. Показательно, что самцы поражаются сильнее, чем самки.

Гибель гомозигот и сниженная жизнеспособность гетерозигот по мутации М не помешали, однако, созданию пород на основе этой мутации. Умелый подбор генетического фона позволил несколько компенсировать те нарушения развития, которые обусловлены мутацией М. Это показывает, что развитие признака контролируется не одним, а несколькими, часто очень многими генами.

Укорочение хвоста, характерное для японских бобтейлов, контролируется другими мутациями, которые подобрались в данной породе.

Вообще, укорочение и искривление хвоста характерно для многих видов домашних животных. Так же, как и висячие уши. У кошек тоже обнаружена доминантная мутация Folded-ears (символ Fd).

Слухи о ней доходили до Дарвина. Он писал, что «в Китае есть порода с висячими ушами». У гетерозигот по мутации Fd сначала вырастают нормальные уши. Но к 4-недельному возрасту их кончики начинают провисать. К трем месяцам они висят уже вполне отчетливо. Никаких других аномалий у таких животных не наблюдается. Но у гомозигот по этой, казалось бы, невинной мутации развиваются тяжелые поражения. Они имеют короткий, утолщенный хвост и настолько искривленные лапы, что лишены возможности нормально передвигаться. Это показывает, что разные дозы одной и той же мутации — одна или две — приводят к качественно разным дефектам развития. Аналогичную картину мы наблюдали для мутации М: одна доза вызывает недоразвитие хвоста, а две дозы — полную остановку развития на ранних этапах эмбриогенеза.