Gen entdeckt, das das orangefarbene Fell von Katzen bestimmt

• Arhgap36 wurde als das Gen identifiziert, das das orangefarbene Fell von Katzen bestimmt
  • Zwei unabhängige Forschungsteams lösten damit ein Rätsel, dem Wissenschaftler seit über 60 Jahren nachgingen
  • Zuvor wurde vermutet, dass orangefarbenes Fell mit dem X-Chromosom zusammenhängt, die genaue Ursache war jedoch unbekannt

Genetische Grundlagen der Fellfarbe bei Katzen

• Die Rolle des X-Chromosoms:
  • Gene für orange und schwarze Fellpigmente liegen auf dem X-Chromosom
  • Weibchen besitzen zwei X-Chromosomen, von denen eines inaktiviert (X-Inaktivierung) wird, sodass nur bestimmte Fellpigmente exprimiert werden
  • Dadurch entsteht bei Weibchen das Schildpattmuster mit orangefarbenen und schwarzen Flecken
• Besonderheiten von Calico-Katzen:
  • Dass sich zu orangefarbenen und schwarzen Flecken auch Weiß mischt, liegt an einem separaten Mechanismus, der die Pigmentbildung unterdrückt

Das Arhgap36-Gen und die entdeckte Mutation

• Wie orangefarbenes Fell entsteht:
  • Das Arhgap36-Gen erzeugt bei Katzen mit orangefarbenem Fell 13-mal mehr RNA
  • Das Arhgap36-Gen liegt auf dem X-Chromosom und wird von der X-Inaktivierung beeinflusst
• Merkmale der Mutation:
  • Orangefarbene Katzen teilen sich eine DNA-Deletion, die die Aminosäurestruktur des Arhgap36-Proteins nicht beeinflusst
  • Diese Deletion beeinflusst das Expressionsniveau des Arhgap36-Gens
  • In 258 weltweit gesammelten Katzengenomen wurde dieselbe Mutation bestätigt

Entdeckung eines neuen molekularen Signalwegs

• Signalweg für den Pigmentwechsel:
  • Eine erhöhte Arhgap36-Expression schaltet Melanozyten auf rote Pigmente um
  • Der Effekt wirkt unabhängig vom bereits bekannten Signalweg des Mc1r-Proteins
• Eine zuvor unbekannte Genfunktion:
  • Arhgap36 ist an der frühen Embryonalentwicklung beteiligt, und größere Mutationen dürften normalerweise tödlich sein
  • Diese Deletionsmutation wirkt jedoch nur auf Melanozyten und erzeugt gesunde orangefarbene Katzen

Reaktionen aus der Fachwelt und weiterer Forschungsbedarf

• Einschätzung von Experten:
  • "Eine Entdeckung, auf die wir lange gewartet haben" – Leslie Lyons (University of Missouri)
  • Die Entdeckung weist auf einen neuen molekularen Signalweg für die Fellfarbe hin
• Aufgaben für künftige Forschung:
  • Nachverfolgen, wann und wo diese Mutation erstmals auftrat
  • Untersuchung, wie Umweltfaktoren die Genexpression beeinflussen

Fazit

• Das genetische Rätsel hinter orangefarbenen Katzen sowie Calico- und Schildpattmustern ist gelöst
• Die Entdeckung liefert wichtige Hinweise zum Verständnis des Zusammenspiels von Fellfarbe und Genexpression
• An Katzen lassen sich grundlegende Prinzipien der Genetik lernen