Работа является результатом международного сотрудничества, возглавляемого группами из Упсальского университета, Упсала, Швеция, и Института биотехнологии Хантсвилля, Хантсвилл, Алабама, США.Бледный цвет волос серой лошади обеспечивает камуфляж, поскольку делает лошадь в дикой природе менее заметной.
Напротив, домашние лошади, как и многие другие домашние животные, отбирались на протяжении многих поколений, чтобы быть более заметными, привлекательными или просто отличаться от дикого типа. Бледный цвет волос серой лошади не влияет на все части тела; у большинства лошадей Дун есть темная полоса вдоль спины, и часто видны полосы на ногах, напоминающие зебру.
Однако большинство домашних лошадей не являются коричневыми и демонстрируют более интенсивную пигментацию, которая равномерно распределена.«Дун, несомненно, является одним из самых интересных вариантов окраски шерсти домашних животных, потому что он меняет не только окраску, но и цветовой рисунок», — утверждает Лейф Андерссон, группа которого проводила генетический анализ.
Нам было действительно любопытно понять основной молекулярный механизм, почему разбавление пигмента Дуна не повлияло на все части тела, продолжает Лейф.Исследовательская группа начала с анализа распределения пигмента в отдельных волосах."В отличие от шерсти большинства хорошо изученных млекопитающих, волосы разбавленной окраски у лошадей Дуна не имеют равномерной пигментации по всему периметру. У них есть участок интенсивной пигментации по длине волос на стороне, обращенной к телу лошади. лошадь, в то время как остальная часть волос более или менее не имеет пигмента », — объясняет Фрейя Имсланд, ведущий автор генетического анализа и аспирант в группе Андерссона.
Волосы с темных участков серых лошадей, напротив, интенсивно пигментированы по всему периметру каждого отдельного волоса. Несмотря на то, что ученые очень долго детально изучали пигментацию волос, этот вид пигментации является новым для науки и совершенно не похож на тот, который наблюдается у грызунов, приматов и плотоядных животных.
Генетический анализ и секвенирование ДНК показали, что серый цвет по сравнению с другим цветом определяется одним геном, который кодирует фактор транскрипции T-box 3 (TBX3). У людей инактивация гена TBX3 вызывает совокупность врожденных дефектов, известных как синдром ульнара-молочной железы.
Но у лошадей, потерявших серо-коричневый окрас, мутации TBX3 не инактивируют функцию белка TBX3, а влияют только на то, где ген экспрессируется в растущих волосах.«Предыдущие исследования на людях и лабораторных мышах показали, что TBX3 контролирует несколько критических процессов в развитии, которые влияют на кости, ткань груди и сердечную проводимость», — объясняет Грег Барш, группа которого проводила анализ тканей. Мы были удивлены, обнаружив, что TBX3 также играет важную роль в развитии кожи и волос.Команда обнаружила две формы темного, не серовато-коричневого цвета, не-серого1 и не-серого2, вызванные разными мутациями.
«Не данские лошади имеют гораздо более яркий окрас, чем Дунские лошади. Не-данские лошади, как правило, демонстрируют примитивные отметины, аналогичные Дунским лошадям, тогда как не-данские лошади обычно не показывают примитивных отметин. Эти примитивные отметины у не данских лошадей могут Иногда владельцы лошадей думают, что их сильно пигментированные лошади, не принадлежащие к серому, — это даны », — говорит Фрейя Имсланд.
Чтобы понять, как ТВХ3 влияет на цвет волос, они измерили распределение ТВХ3 в отдельных волосах по сравнению с другими молекулами, ранее известными как регулирующие пигментацию.«В растущих волосах TBX3 отражает распределение меланоцитов, клеток, вырабатывающих пигмент», — объясняет Келли МакГоуэн, старший научный сотрудник группы Barsh. «Наши результаты показывают, что ТВХ3 влияет на дифференцировку определенных клеток в волосах, создавая микроокружение, которое препятствует жизни меланоцитов во« внутренней »половине волоса».Группа предполагает, что сигналы, определяющие, где экспрессируется TBX3, могут помочь объяснить полосы зебры.«Область тела, где экспрессируется ТВХ3, может отвечать за рисунок полос», — говорит Макгоуэн, «тогда как область волос, где экспрессируется ТВХ3, может отвечать за интенсивность цвета».
Результаты настоящего исследования показывают, что вариант non-dun2 возник недавно, скорее всего, после одомашнивания. Напротив, и Dun, и не-dun1 варианты предшествовали одомашниванию, что очевидно из наблюдения, что древняя ДНК лошади, которая жила около 43000 лет назад, задолго до того, как лошади были одомашнены, несла как Dun, так и не-dun1 варианты.
«Это демонстрирует, что одомашнивание лошади включало в себя две разные цветовые морфы (Dun и non-dun1), и будущие исследования древней ДНК смогут выявить географическое распределение и численность этих двух морфов», — заключает Лейф Андерссон.