Garfild, zvezda istoimenog stripa koji je kreirao Džim Dejvis 1978, je, kao i mnoge mačke koje lutaju našim domovima, narandžast. On je narandžast na isti način na koji su neki ljudi crvenokosi, neki konji smeđi, ili neki psi irski seteri, ali postoji jedna bitna razlika.
Za sve druge životinje, uključujući i crvenokose ljude, znamo šta uzrokuje ovu karakterističnu boju, ali iznenađujuće, do sada nismo znali šta je uzrokuje kod mačaka – i mačaka uopšte.
Dva rada su upravo objavljena na bioRkiv-u – jednom od najpopularnijih skladišta nepregledanih članaka pre objavljivanja – koji objašnjavaju genetiku iza narandžastih mačaka. Jedan dolazi iz laboratorije Grega Barša na Univerzitetu Stanford u Kaliforniji. Drugi je iz laboratorije Hirojukija Sasakija na Univerzitetu Kjušu u Japanu.
Sisari imaju samo dva pigmenta, a to su dve boje melanina: eumelanin (tamno braon, crnkast) i feomelanin (žućkasta, crvenkasta ili narandžasta). Crvenokosi proizvode samo feomelanin, dok tamnoputi ljudi akumuliraju uglavnom eumelanin. Sve ostale boje kože i kose padaju negde između, zahvaljujući čak 700 gena koji regulišu pigmentaciju kod životinja.
Kod primata, konja, glodara, pasa, krava i mnogih drugih životinja, proizvodnja melanina i odluka o proizvodnji eumelanina ili feomelanina je u rukama membranskog proteina zvanog MC1R. Ovo kontroliše ćelije kože poznate kao melanociti koji oslobađaju melanin. Ako se melanocit-stimulišući hormon (alfa-MSH) oslobodi, melanociti počinju da proizvode eumelanin. Ako antagonist, kao što je agouti-signalni protein ili beta-defenzin kod pasa, dođe u igru, proizvodnja tamnog eumelanina prestaje, a melanociti umesto toga proizvode narandžasti feomelanin.
Međutim, mačke su sasvim druga stvar. Svako ko drži mačku u kući zna da su one veoma neobične životinje, veoma posebne u svakom pogledu, a to se proteže i na njihovu pigmentaciju.
Kod mačaka, proizvodnja eumelanina ili feomelanina nije kontrolisana MC1R receptorom. Umesto toga, nalazi se u rukama lokusa (čiji je gen do sada bio nepoznat) nazvan „narandžasti“. Lokus je fizička lokacija u genomu čiji su efekti poznati (npr. crna ili narandžasta dlaka), ali ne i detalji precizne sekvence DNK koju sadrži, niti gen kome pripada.
Iz tog razloga obično prvo identifikujemo lokus, a zatim, tokom vremena, otkrijemo i detaljno opišemo povezani gen. Narandžasti lokus kod mačaka može doći u dve verzije: ‘O’ varijanta koja podržava proizvodnju feomelanina (narandžasta) i ‘o’ varijanta koja je odgovorna za proizvodnju eumelanina (crna).
Jedan detalj koji treba primetiti je da se narandžasti lokus nalazi na Ks hromozomu. Ženke mačke su KSKS, a muške mačke su KSI, kao i svi drugi sisari. Kao i kod svih ženki sisara, sve ćelije tokom razvoja će nasumično inaktivirati jednu od dve kopije Ks hromozoma. Oo ženske mačke — koje nose O varijantu na jednom Ks hromozomu i o varijantu na drugom — će generisati oblasti svog tela koje su narandžaste (u oblastima gde su inaktivirale alel ‘o’) i druge koje su crne (kada se inaktiviraju alel ‘O’).
To znači da kada vidimo dvobojnu (crno/narandžastu) ili trobojnu (crnu/narandžastu/belu) mačku, ili neku od njenih razblaženijih verzija, znamo da to mora da je ženka i da će njen uzorak pigmentacije biti potpuno jedinstven.
Muške mačke su ili narandžaste ili crne (imaju samo jedan Ks hromozom), ali ne mogu biti dvobojne ili trobojne, osim ako ne nose hromozomsku promenu ekvivalentnu Klinefelterovom sindromu kod ljudi (gde se mužjaci rađaju sa dodatnim Ks hromozomom).
Ženke stoga mogu imati jedinstvene uzorke mozaika koje obožavaju mačke. Kada se poklopi sa drugom mutacijom koja utiče na proliferaciju i diferencijaciju melanocita (stvarajući bele mrlje, bez pigmentacije), ovo generiše trobojnu mačku, obično poznatu kao kaliko.
Svaki kaliko je jedinstven, jer se inaktivacija jednog od Ks hromozoma u svakoj pigmentnoj ćeliji dešava nasumično tokom razvoja. Što ranije dođe do ove inaktivacije tokom razvoja, to je veća rezultujuća tačka. Što se kasnije pojavi, manje su mrlje.
Do sada nismo znali koji je gen sakriven iza narandžastog lokusa kod mačaka. Nedavni rad Barša i Sasakija je identifikovao da to nije mačji homolog MC1R, već drugačiji: gen Arhgap36. Muške mačke sa narandžastom dlakom, kao i narandžaste pege kaliko mačaka, nose mutaciju ovog gena koja blokira proizvodnju eumelanina i omogućava proizvodnju feomelanina.
Ove dve studije su divan primer dobrog, osnovnog, solidnog istraživanja, koje samo ima za cilj da zadovolji naučnu radoznalost bez poznavanja njene neposredne primene, i da razume, u ovom slučaju, zašto je ta nestašna mačka Garfild narandžasta.
