Kedilerdeki Desenleri Kontrol Eden Gen Bulundu

Kediniz, Afrika savanlarında sinsi sinsi dolaşan vahşi akrabalarıyla pek çok benzerliği paylaşmıyor gibi görünebilir. Ancak araştırmacılar, tüm kedi kürklerini süsleyen çizgilerin, beneklerin ve lekelerin gelişiminin çoğunu yönlendiren belirli bir gen keşfettiler.

“Tüy desenleri, henüz çözülememiş biyolojik gizemlerden biri. Bunu çalışabileceğiniz bir model organizma yok; farelerin çizgi ya da benekleri yok.” diyor genetik profesörü Dr. Gregory Barsh.

“Kaplan, çita ve zebra gibi hayvanlarda gözlenen renk ve desen çeşitliliği çok temel sorular sormamıza yol açtı: Bu desenleri oluşturan gelişimsel genetik mekanizmalar ve hücresel mekanizmalar neler? Bu mekanizmalar memeli evriminde ne gibi değişimlere uğrayıp günümüzde görülen muhteşem şekil ve form çeşitliliğini oluşturdu? 

(Kediler Neden Miyavlar?)

Barsh ve ekibi bu soruyu kısmen yanıtladılar: Evcil kedilerde farklı tüy desenlerinin erken gelişim evresini düzenlemeye yardımcı DKK4 genini tanımladılar. Ekibe göre DKK4 geni muhtemelen tüm kedigillerde ve belki başka memelilerde de desen oluşumunda rol alıyor. Araştırma sonuçları 7 Eylül’de Nature Communications dergisinde yayımlandı. 

Neden bazı kediler çizgi ve beneksiz oluyor?

Araştırmacılar daha önce tekir kedilerdeki renk çeşitliliğini kontrol eden başka bir gen tanımlamışlardı. Çitalarla daha kalın ve belirgin desenlere sahip kral çitalar arasındaki farklılığa sebep olan da aynı gen.

“Evcil kediler üzerine yaptığımız önceki çalışmalar sonucunda desenlenmeyi kontrol eden başka genler de olduğunu biliyorduk, fakat hangileri olduğunu bilmiyorduk.” diyor Barsh.

Bir kedi cenininden aldıkları dokuyu incelerken tüy renklenmesini anlayabilecekleri bir ipucu buldular: belli bölgelerdeki deri dokusu kalınlaşmıştı. Bu kalınlaşmış bölgeler, yetişkin kedilerin sahip olacağı desenleri gösteren bir ‘ӧn desen’ gibi düşünülebilir. Kalın kısımlar sonradan koyulaşacak tüyleri belli ederken, ince bölgeler açık renkli tüylerin çıkacağı yerler oluyor.

“Bu aşamaya ‘kurulum’ aşaması diyoruz; renkler ortaya çıkmadan ve tüy folikülleri olgunlaşmadan çok önce başlıyor.” diye ekliyor Barsh.

‘Ön desen’ araştırmacılar için bir nevi harita görevi görerek, desenlerin ne zaman ve hangi hücreler tarafından oluşturulduğunu gösterdi. Ekip daha sonra derinin kalın ve ince bölgelerindeki hücrelerin genetik yapısını inceledi. DKK4’ün kalınlaşan bölgelerde özellikle aktif olduğunu, ama ince kısımlarda olmadığını gözlemledi. 

Ekip DKK4 ve desen oluşumu arasındaki ilişkiyi net olarak anlamak için Habeş kedisine odaklandı. Habeş kedileri tüylerinde birçok rengin karışımını barındırırlar. Küçük, koyu renkli tüyler bir araya toplanmış, sanki birisi turuncu-kahverengi tüylerinin üstüne açık gri bir kalemle biraz renk atmış gibidir. Ekip DKK4 geninde, Habeş kedisindeki bu çizgilerden yoksun, alacalı renge neden olan mutasyonlar tespit etti. 

“Eğer DKK4 genini susturursanız koyu renkli bölgeler tamamen yok olmuyor, ama küçülüp daha ufak bir bölgede yoğunlaşıyor.” diyor Barsh.

“Beyaz veya simsiyah kedilerde durum ne?” diye merak ediyor olabilirsiniz. Aslında onlar da tek renkli tüylerinin altında desenlere sahipler. Desen oluşumunda iki farklı süreç var: biri embriyonik gelişim sırasında desen oluşumunu sağlarken, diğeri tüy foliküllerinde bu desene bağlı pigment oluşumunu sağlıyor. Esasen, tek renkli kedilerde koyu renk pigment üretimi ile desen baskılanmış olur. Beyaz kedilerde ise pigment bulunmaz.  

DKK4’ü deşifre etmek

Bilim insanları DKK4’ün evcil kedilerdeki desenleri nasıl oluşturduğunu tam olarak bilmiyorlar, fakat DKK4’ün erken gelişim evresinde önemi olan, WNT denen bir grup proteinle etkileşime girdiğini biliyorlar. WNT’ler ve DKK4 tüylerde pigment oluşumundan haftalar önce, embriyolar henüz 2-3 mm iken bir ӧn desen oluşmasına yardımcı oluyor. Barsh’a göre DKK4 koyu renk tüylerin olacağı bölgelerin belirgin olmasını sağlıyor, fakat bu bölgelerin nasıl olup da hedef pigmenti üretebildikleri henüz bilinmiyor.

“Çalışmamızda cevaplanamamış soruların en önemlilerinden biri bu – ӧn desen oluşum sürecini gelişimin sonraki dönemlerinde bu desenin ortaya çıkış sürecine nasıl bağlayacağımız. Şu ara aktif olarak bu soruyu cevaplamakla uğraşıyoruz.” diyor.

Aslında DKK4 tüy desenlerini belirleyen gizemli genetik yapının sadece bir parçası. Barsh’a göre “Henüz keşfedilmemiş, örneğin bazı kedilerin benekli bazılarınınsa çizgili olmasına sebep olan başka genler de var”. Çalışmalarında buna da odaklanacaklarını söylüyor.

Stanford Üniversitesi Tıp Merkezi. 8 Eylül 2021.

Makale: Kaelin, C.B., McGowan, K.A., Barsh, G.S. (2021). Developmental genetics of color pattern establishment in cats. Nature Communications.