Генетики розкрили секрет смугастих мишей

Вчені з Медичного інституту Говарда Хьюза в США знайшли ген, що відповідає за появу смужок біля африканської смугастої миші. Після публікації стаття буде доступна на сайті журналу.

Африканська смугаста миша () має на спині візерунок з поздовжніх світлих смужок. Щоб зрозуміти, як утворюються ці смужки, автори спочатку простежили їх розвиток в ембріогенезі. Виявилося, що під час ембріогенезу в тих ділянках, де з'являються світлі смужки, не відбувається диференціація (дозрівання) меланоцитів - клітин, що виробляють пігмент меланін.

Для ідентифікації генів, що відповідають за цей процес, дослідники секвенували РНК, щоб зрозуміти, які гени експресуються в клітинах шкіри під світлими смужками і порівняти їх з генами, що експресуються в клітинах шкіри під більш темною вовною. Виявилося, що в світлих (але не темних) ділянках експресується ген - один з генів гомеобоксу, що відповідають за процеси зростання і диференціювання. Порівняння експресії цього гена біля африканської смугастої миші і звичайної лабораторної миші показало, що у обох видів мишей цей ген експресується в клітинах шкіри на животі, але у смугастої миші він також експресується в смужках на спині. Як зазначають автори, судячи з усього, ген, що відповідальний за надання більш світлого забарвлення черевного боку, біля смугастої миші прийняв на себе додаткову функцію з формування смужок на спині.

Оскільки раніше про участь у формуванні пігментації було невідомо, дослідники вирішили також з'ясувати механізм роботи цього гена. Вони провели аналіз зв'язування білка і ДНК, щоб зрозуміти, з якими ділянками ДНК зв'язується продукт гена. Аналіз показав, що білок, кодований цим геном, пов'язується з промотором гена, що регулює диференціацію меланоцитів. Зв'язування пригнічує експресію цього останнього, тобто білок ALX3 виступає в ролі транскрипційного репресора.

Для підтвердження зв'язку з пігментацією автори провели експерименти з придушення та посилення експресії цього гена. Введення лентивірусного вектора з геном в клітини вагітних мишей призвело до надекспресії гена в меланоцитах, в результаті чого вони не пройшли диференціювання. Навпаки, в клітинах, де експресія була придушена за допомогою малих РНК, синтез меланіну посилився.

Щоб оцінити поширеність виявленого механізму, вчені також проаналізували експресію гена у північноамериканського бурундука, який має на спині схожі смужки. Виявилося, що в клітинах шкіри бурундука спостерігається такий же патерн експресії гена хотяволюційні лінії смугастої миші і бурундука розділилися близько 70 мільйонів років тому.

Надалі автори планують з'ясувати, від чого залежить місце експресії, а також як місце і час його експресії пов'язані з різноманітністю візерунків у різних тварин.