اشترك في النشرة الإخبارية لنظرية Wonder's Wonder Science. استكشف الكون بأخبار عن الاكتشافات الرائعة والتقدم العلمي والمزيد.
قد تكون دراسة جديدة قد كشفت بالضبط ما الذي يجعل القطط البرتقالية خاصة – على الرغم من أنه قد لا يكون السبب وراء تفكيرك.
تُعرف البسيسات الزنجبيل بين مالكي القطط لكونها ودية بشكل خاص وشرير. ومع ذلك ، بالنسبة إلى علماء الوراثة ، فإن تفرد القطط المنزلية يأتي من الطريقة غير العادية التي يحصلون عليها. الآن ، يقول العلماء إنهم كشفوا لغزًا طويلًا من خلال تحديد طفرة الحمض النووي المحددة المسؤولة عن هذا اللون الذهبي – ولم يتم العثور على البديل في أي حيوان آخر.
يتم وصف المتغير الوراثي لأول مرة في ورقة نشرت في 15 مايو في مجلة البيولوجيا الحالية.
وقال كريستوفر كايلين ، مؤلف الدراسة الرئيسية ، مؤلف الدراسة الرئيسية ، وهو عالم كبير في علم الوراثة بجامعة ستانفورد في كاليفورنيا: “هذا نوع غير عادي من الطفرة”.
الغالبية العظمى من القطط البرتقالية بالكامل من الذكور ، مما دفع العلماء إلى عقود قبل عقود أن الكود الوراثي للألوان البرتقالية يتم على كروموسوم X. كما هو الحال مع الثدييات الأخرى ، تحتوي القطط الإناث على كروموسومات X ، في حين أن الذكور لديهم X واحد و Y. أي قطة من الذكور التي تحمل سمة البرتقال على كروموسوم واحد X ستكون برتقالية تمامًا. ستحتاج الأنثى إلى أن ترث السمة على كل من كروموسومات X (واحدة من كل من والديها) لتكون برتقالية تمامًا ، مما يجعلها أقل احتمالًا. بدلاً من ذلك ، فإن معظم القطط الإناث ذات الفراء البرتقالي لها أنماط غير مكتملة – Calico أو Tortoiseshell – والتي قد تشمل الأسود والأبيض.
ولكن عندما توجد طفرة على كروموسوم X ، وكيف تؤدي إلى تلوين برتقالي ، كان لغزًا حتى الآن. عادةً ما تحدث الطفرات التي تؤدي إلى فراء أصفر أو برتقالي في الحيوانات (والشعر الأحمر عند البشر) داخل الجينات التي تتحكم في اللون. ولم يتم حمل هذه الجينات على كروموسوم X. وقال مؤلف الدراسة ، كبير مؤلفي الدراسة ، وهو أستاذ فخري عن علم الوراثة وطب الأطفال في ستانفورد: “هذا اقترح لنا أنه من خلال تحديد السبب الجزيئي ، قد نتعلم شيئًا جديدًا ومثيرًا للاهتمام ، والذي تبين أنه كان كذلك”.
لم تواجه النتائج الأصول الغريبة للتلوين الكاريزمي لبعض القطط ، ولكنها كشفت أيضًا عن رؤى جديدة حول جين مألوف.
خلل وراثي وراء القطط البرتقالية
القطط الإناث التي تحمل الكود الوراثي للون البرتقالي على كروموسوم × واحد لن يكون الزنجبيل. سيكونون السلحفاة (يسار) أو كاليكو. – لوري لابورت/لحظة RF/Getty Images
لقد عرف العالم منذ فترة طويلة عن هذه الطفرة المتعلقة بالجنس. ومع ذلك ، فإن الطفرة نفسها تحير علماء الوراثة. – Ping Shu/Moment RF/Getty Images
كانت الخطوة الأولى هي تحديد الطفرات الوراثية الفريدة للقطط البرتقالية وقد تؤدي إلى لونها. لمدة عقد من الزمان ، كان Kaelin يتردد على عروض Cat ، وسأل أصحاب القطط ذات اللون الزنجبيل إذا كان بإمكانه أخذ عينات من الحمض النووي للحيوانات مع تمويل الخد. (إنه مهتم أيضًا بالأنماط المشابهة لتلك الموجودة في القطط البرية مثل الفهود والأوكيلوت ، والتي تعتبر شائعة في السلالات الشائعة مثل القطط البنغال والألعاب.)
مقارنةً بمجموعته من الحمض النووي مع الجينوم القطط التي تم تسلسلها في السنوات الخمس إلى العشر الماضية ، وجد هو وفريقه الأبحاث 51 اختلافًا وراثيًا على كروموسوم X الذي شاركه الذكور البرتقاليين. ولكن تم العثور على 48 أيضًا في القطط غير البرتقالية ، والتي تركت ثلاثة مرشحين محتملين للطفرة المراوغة.
كان أحدهما حذفًا صغيرًا يبلغ 5،076 قاعدة يزيل حوالي 0.005 ٪ من كروموسوم X في منطقة لا يبدو أنها ترمز لبروتين معين. لم يكن الحذف موجودًا داخل الجين ، حيث يتم العثور على الطفرات عادة. ومع ذلك ، فإن الطفرة تكمن بين موقعين مرتبطين بجين قريب يسمى ARHGAP36 ، والذي ينظم مسار إشارات هرمون مهم تستخدمه جميع خلايا وأنسجة الثدييات تقريبًا. لم يكن هناك علاقة معروفة بالتصبغ. لا يتم تشغيل الجين في الخلايا المنتجة للصباغ.
لمعرفة كيف يؤثر الجين على اللون ، درس Kaelin تصرفاته في الأنسجة الحية التي تم جمعها في عيادات SPAY و Neuter التي كان من الممكن التخلص منها. أظهرت التجارب أنه ، بطريقة ما ، ينشط الحذف ARHGAP36 في خلايا الصباغ ، حيث يمنع إنتاج الصباغ الأسود بحيث تنتج الخلايا البرتقالية بدلاً من ذلك.
لم يتم العثور على البديل في الحيوانات الأخرى ، بما في ذلك القطط البرية التي أدت إلى القطط المنزلية.
وقال كايلين في بيان صحفي أجرته جامعة ستانفورد: “إنه استثناء وراثي لوحظ قبل أكثر من مائة عام”. “إنه حقًا اللغز الوراثي المقارن هو الذي حفز اهتمامنا بالبرتقال المرتبط بالجنس.”
وقال كايلين إن هذا التفرد يشير إلى أن الطفرة ربما حدثت مرة واحدة أثناء التدجين ثم تم تربيتها بشكل انتقائي. وقال: “نرى نفس الطفرة في جميع القطط البرتقالية التي نظرنا إليها فوق منطقة جغرافية واسعة ، لذلك هناك طفرة واحدة حدثت”. “ونحن نعلم أن الطفرة قديمة جدًا لأن هناك صورًا لقطط كاليكو في الفن الصيني الذي يعود تاريخه إلى القرن الثاني عشر.” وأضاف أن المتخصصين في الحمض النووي قبل التاريخ قد يكونون قادرين على استخدام النتائج الجديدة لتحديد متى وأين نشأت الطفرة في الأصل.
وقال هانس لوهي ، أستاذ العلوم البيطرية والوراثة في جامعة هلسنكي في فنلندا: “يمكن أن تكون المتغيرات التي تم تحديدها أدوات قيمة في علم الوراثة السكانية لتتبع التاريخ التطوري القطط المحلي”. لم يشارك لوهي في الدراسة.
في غضون ذلك ، يريد Kaelin ومتعاونوه معرفة كيف يمكن لحذف صغير ليس هو نفسه داخل الجين تغيير نشاط الجين القريب.
“الهدف هو ، بالتأكيد ، أننا سنتعرف على الطفرة ،” أشار بارش ، “لكننا نريد أيضًا معرفة المزيد عن الآليات الطفرة بشكل عام: لماذا هذا غير عادي للغاية وقد تحدث نفس الآلية في الجينات الأخرى التي تسبب الأنماط الظاهرية الأخرى في حيوانات أخرى؟” وأشار إلى أن هناك العديد من الحالات في البشر الذين يُعتقد أنهم وراثيون ، ولكن لم يتم تحديد طفرة وراثية. ربما يفترض أن المشكلة ليست فقط أننا لم نضع الطفرات ، لكننا لا نفهم كل الطرق التي يمكن أن تسبب بها الطفرات سمات المرض في المقام الأول.
وهل يمكن أن يفسر علم الوراثة غير العادية للقطط البرتقالية شخصياتها الخاصة؟ حتى الآن ، يقول كايلين إنه وزملاؤه ليس لديهم سبب للتفكير في ذلك ، على الرغم من أن الباحثين الآخرين يمكنهم الاستفادة من نتائج الدراسة الجديدة للبحث عن الارتباطات بين السلوك ولون المعطف. وقال: “أعتقد أن القطط البرتقالية أقنعت أصحابها بأنهم مختلفون ، لكنهم لم يقنعونا بعد”.
أماندا شوباك هي صحفية علمية وصحية في مدينة نيويورك.
لمزيد من الأخبار والنشرات الإخبارية CNN قم بإنشاء حساب في CNN.com