Но все же генетики — народ смышленый. И хотя их работа сродни поиску иголки в стоге сена, они нашли способы определять гены, воздействующие на какой-нибудь конкретный признак. Чтобы обнаружить ген, из-за которого у манчкинов такие короткие лапы, достаточно расшифровать геномы горстки манчкинов, а также более широкой и разнородной группы других видов кошек. А потом начать сравнивать ДНК всех этих кошек, отыскивая в геноме тот ген, структура которого у всех манчкинов одна, а у всех остальных кошек другая. На практике все еще намного сложнее (к примеру, если манчкины отличаются от других кошек сразу несколькими генами, то определить, какой из них отвечает за коротки лапы, будет довольно сложно), но, по сути, именно так можно отыскать ген, отвечающий за различия между особями.
Именно этим способом в лаборатории Лайонс, которую ее коллеги называют львиным логовом[115], обнаружили ген, ответственный за низкорослость манчкинов. Там же выявили ген, который делает волнистой шерсть немецких и корниш-рексов, тем самым подтвердив, что они являются носителями одной и той же аллели, которая отличается от той, что отвечает за вьющуюся шерсть девон-рексов. К своему удивлению, исследователи обнаружили, что другая кудрявая порода, селкирк-рексы, обязаны своими завитками тому же гену, что и девон-рексы, хотя аллели у них разные. Селекционеры могли бы выяснить это самостоятельно, если бы скрестили две породы, но, поскольку селкирки встречаются довольно редко, никто, по всей видимости, не пытался это предпринять.
Этот же метод Лайонс и другие исследователи использовали для выявления генов, которые лежат в основе кошачьих болезней (в конце концов, наследственное заболевание — это всего лишь еще одна отличительная особенность кошки или любого другого существа). Первым крупным успехом увенчалось исследование, посвященное поликистозной болезни почек (polycystic kidney disease, PKD) — недугу, который поражает не только кошек, но и людей. Это заболевание приводит к формированию кистозных образований в тканях почек и других органов, влечет за собой их увеличение, а в особо тяжелых случаях вызывает почечную недостаточность. Свою работу в Калифорнийском университете в Дейвисе Лайонс начала именно с изучения поликистозной болезни почек — из-за того, что она чрезвычайно часто поражала персидских кошек. В то время 38 % представителей этой породы — или примерно две из пяти особей — болели этим недугом. А поскольку персидская порода была тогда самой популярной, поликистозная болезнь почек стала среди кошек самым распространенным наследственным заболеванием.
Лайонс сравнивала геномы здоровых и больных поликистозом почек персидских кошек тем же методом, который описан выше на примере коротколапости манчкинов. Оказалось, что с этой болезнью тесно взаимосвязан один из генов (PKD1): все 48 больных кошек, принимавших участие в исследовании, были гетерозиготными носителями определенной аллели этого гена, в то время как у 33 здоровых кошек соответствующая аллель была другой. Ни одна из особей не была гомозиготной по отвечающей за болезнь аллели, а это означает, что гомозиготы, скорее всего, погибали еще на стадии эмбриона[116].
Как только ген удалось идентифицировать, Лайонс и ее коллеги разработали диагностический тест для выявления нужной аллели. Его значение трудно переоценить. Одно из его достоинств заключается в том, что он позволяет заранее определить, насколько та или иная кошка подвержена этому заболеванию, и предпринять профилактические меры, среди которых особая диета и регулярные обследования у ветеринара. Но что еще важнее, он позволяет заводчикам узнать, предрасположена ли кошка к заболеванию, и если это так, то не допускать ее участия в дальнейшем разведении. В результате широкого распространения таких превентивных мер заболеваемость среди персидских кошек снизилась до 10 %. Еще одно очко в пользу генетического тестирования!
На сегодняшний день Лайонс и другие ученые выявили гены, которые вызывают у кошек около сотни различных заболеваний. Кроме того, им удалось определить 44 аллели, которые отвечают за такие привлекательные особенности, как длинная шерсть и белые носочки на лапках. Это динамичная отрасль науки, открытия в которой совершаются все чаще и чаще.
Человечество вступает в век персонализированной медицины, когда помощь пациенту оказывается с учетом его индивидуальных генетических особенностей. Для наших питомцев тоже приближается время персональной заботы о здоровье: уже сейчас можно выявить предрасположенность вашей кошки к целому набору генетических заболеваний. А за 600 долларов можно получить полную расшифровку ее генома, и эта цена постоянно снижается. Имея в своем распоряжении геном и продолжая совершенствовать знания о генетических предпосылках многих болезней и состояний, мы вскоре сможем оказывать нашим кошкам более всеобъемлющую ветеринарную помощь: проявлять участие и индивидуальный подход, прогнозировать и предупреждать возникновение у них проблем со здоровьем. Во многом это стало возможно благодаря проекту секвенирования генома кошек (The 99 Lives Cat Genome Sequencing Initiative), который возник по инициативе Лайонс и в ходе которого ученые расшифровали геномы более 300 кошек и выявили более 70 миллионов генетических отличий между ними[117].
Есть основания полагать, что людям эти исследования тоже принесут немало пользы. Геномы человека и кошки поразительно похожи: у нас много общих генов, а кроме того, один и тот же ген нередко вызывает у обоих видов одинаковые заболевания. Так, например, причиной возникновения поликистозной болезни почек и у людей, и у кошек становится одна и та же мутация гена PKD.
Такое сходство может оказаться полезным для обоих видов. С одной стороны, на основе знаний о человеческом геноме мы часто можем предположить, какой ген вызывает то или иное заболевание у кошек. Такое перекрестное сравнение уже помогло ученым определить несколько болезнетворных кошачьих генов. Но обмен информацией идет и в другую сторону. Новые методы диетотерапии при поликистозе почек, которыми лечат кошек, начинают изучать и применительно к людям. А открытый Лайонс и ее коллегами ген, отвечающий за короткие лапы у манчкинов, по предположению ученых, может вызывать такие же пороки развития и у людей. Неудивительно, что Лайонс так ратует за изучение генома кошек, ведь оно поможет разгадать загадки, связанные с нашими собственными генами.
По мере того как Лайонс продолжала изучать наследственные основы заболеваний и отличительных признаков, креп и ее интерес к генетическим особенностям разных пород кошек. Ей нужно было собрать сведения о генетической вариабельности внутри пород, поэтому она стала завсегдатаем кошачьих выставок, где в перерывах между выступлениями конкурсантов на ринге брала у них мазок из полости рта. Со временем она приобрела среди заводчиков известность как специалист по кошачьей генетике, и те стали присылать ей образцы материалов со всего мира.
Лайонс
