Длина шерсти кошек

Ген FGF5 кодирует белок, называемый фактором роста фибробластов 5 или (fibroblast growth factor 5). Этот фермент выполняет множество функций в животной клетке и участвует в таких физиологических процессах, как рост клеток, развитие эмбрионов, морфогенез, развитие опухолей, а также функционирует как ингибитор элонгации волос. В фолликулах волос присутствуют 2 формы FGF5 - белок нормальной длины и укороченный. Фактор роста нормальной длины функционирует как ингибитор роста волосяной ткани во время фазы роста волоса. Укороченный белок FGF5 является антагонистом полного белка и блокирует его ингибиторные функции. Таким образом, осуществляется авторегуляция функции фактора роста. Экспрессия FGF5 снижается во время фазы активного роста волоса и повышается во время перехода от фазы роста к фазе покоя. В недавних исследованиях были обнаружены 4 значимых мутации гена, кодирующего обе формы FGF5.

Первая мутация характерна вставкой тимина в первом экзоне в позиции 356 кодирующей части гена (c.ins356T) и приводит к сдвигу рамки считывания при трансляции и образованию преждевременного стоп-кодона. Исходя из экспериментальных данных, мутация приводит к полной потере функциональности обеих изоформ FGF5, как длинной, так и короткой. Данная мутация характерна для кошек породы Рэгдолл.

Вторая мутация, являющаяся нонсенс-мутацией, обусловлена заменой цитозина на тимин во втором экзоне в позиции 406 кодирующей части гена (c.406 C>T), что приводит к образованию стоп-кодона. Мутация не приводит к изменениям в структуре короткой формы FGF5, так как короткая форма белка кодируется только первым и третьим экзоном, но приводит к образованию дефектной формы длинного FGF5, что сказывается на потере его ингибиторной функции. Данная мутация характерна для Норвежской лесной кошки.

Третья мутация обусловлена делецией тимина в позиции 474 кодирующей части гена (c.del 474T) и приводит к сдвигу рамки считывания перед началом третьего экзона. Данная мутация приводит к значительным изменениям в структуре как короткой, так и полной форм FGF5, что, вероятнее всего, сказывается на их функциональности. Данная мутация характерна для кошек пород Мэйн-кун и Рэгдолл.

Четвертая мутация, являющаяся миссенс-мутацией, обусловлена заменой аденина на цитозин в третьем экзоне в позиции 475 (c.475 A>C) кодирующей части гена. Это изменение приводит к замене треонина на пролин в позиции 159 (p.T159P) аминокислотной последовательности полной формы FGF5 или замене тирозина на серин в предпоследней позиции короткой формы FGF5. Данная мутация является самой распространенной и встречается у длинношерстных кошек различных пород.

Показания к анализу. Исследование генетических факторов, определяющих длину шерсти кошек.

Исследования. James Kehler с соавторами [17767004] исследовал генотип более чем трехсот кошек 26 пород, как короткошерстных, так и длинношерстных. Все 211 короткошерстных кошек были либо гомозиготными по дикому типу аллеля FGF5 (отсутствие мутаций), либо являлись гетерозиготными носителями одной из четырех вышеописанных мутаций. Ни одна из короткошерстных кошек не была гомозиготной ни по одному из четырех мутантных аллелей. Все короткошерстные кошки были либо гомозиготными по мутациям 2 и 4, либо были гетерозиготными сразу по двум мутациям (1/4, 2/4, 3/4). Самой распространенной из всех мутаций является мутация 4, которая была обнаружена у кошек из 11 различных пород.

Литература:

Kehler J. S., V. A. David, A. A. Schaffer, K. Bajema, E. Eizirik, D. K. Ryugo, S. S. Hannah, S. J. O'Brien, M. Menotti-Raymond. Four independent mutations in the feline fibroblast growth factor 5 gene determine the long-haired phenotype in domestic cats. Journal of Heredity 98(6):555-566 (2007).

Drögemüller, C., Rüfenacht, S., Wichert, B., Leeb, T.: Mutations within the FGF5 gene are associated with hair length in cats. Anim Genet 38:218-21, 2007. Pubmed reference: 17433015.