Альбинизм

Врожденное, полное или частичное, отсутствие пигмента в кожном и волосяном покрове, а также радужной и нижележащих оболочках глаза, носит название альбинизма. Альбинизм возникает вследствие резкого снижения способности пигментных клеток к синтезу меланинов, что в пандан к очевидному воздействию на формирование окраса также снижает способность организма к защите от ультрафиолетовых лучей. Альбинизмом называют практически любую полную или частичную депигментацию кожного и шерстного покрова животных, обусловленные генами различных локусов.

Полный альбинизм встречается как у беспозвоночных, так и у позвоночных. Он отмечается как среди холоднокровных животных, например у рыб, аксолотлей, лягушек, так и среди теплокровных: птиц и млекопитающих. Полный альбинизм известен и у человека, при этом он с одинаковой частотой распространен среди всех рас и народов.

При полном альбинизме у животных шерсть белая, а кожа и слизистые оболочки из-за просвечивающих кровеносных сосудов кажутся окрашенными в розовый цвет. Глаза могут быть красными или голубыми.  По данным Фитцпатрика и Квеведо (Fitzpatrick, Quevedo, 1966) причиной этого является отсутствие или недостаточная активность фермента тирозиназы, который участвует в начальных стадиях синтеза меланина. И действительно, у большого числа млекопитающих с полным альбинизмом (включая человека) найдены многочисленные мутации в гене тирозиназы, которые исторически приписаны к серии аллелей локуса C. Кроме того, между полным альбинизмом и нормальной пигментацией существует ряд промежуточных форм со сниженной функцией тирозиназы, которые у млекопитающих также обусловлены серией множественных аллелей локуса С.

У собак примеры альбинизма c полным отсутствием пигментации в шерсти, коже и радужке (белая собака с эффектом красных глаз) в научной литературе достоверно не описаны, и в отличие от номенклатуры других млекопитающих локусом C назван не ген тирозиназы (что было бы более логичным решением в свете закона гомологичных рядов), а другой ген SLC45a2, который приводит к альбинизму иного типа.

Альбинизм у собак

Помимо гена тирозиназы, мутации в других генах, отвечающих за биохимические процессы при синтезе пигментов, тоже приводят к разным формам альбинизма. У мышей, к примеру, известно множество различных генов, мутации в которых также приводят к альбинизму. Как отмечалось выше, у собак аллелей полного альбинизма в гене тирозиназы не обнаружено. Вместо этого, у собак встречается альбинизм иного типа, с частичным сохранением пигментации, к которому приводят мутации в других генах — это SLC45a2 и OCA2. Кроме того, исследования самых последних лет обнаружили новые формы температурозависимого альбинизма – акромеланизма – у собак с уникальной мутацией в гене тирозиназы.

Ген SLC45A2 это локус C у собак

 В 2014 году было установлено, что аутосомно — рецессивная мутация в гене SLC45A2 приводят к кожноглазному альбинизму у доберманов. Так как это исследование стало первым случаем описания альбинизма у собак с установленной молекулярной природой, то ген SLC45A2 у собак (а не ген тирозиназы, как у остальных млекопитающих) отнесли к локусу C.

На сегодняшний день у собак в локусе С выделяют серию аллелей:

  • С – инициирующий развитие полной пигментации;
  • с1 –рецессивный аллель, вызывающие альбинизм (у доберманов);
  • c2–рецессивный аллель, вызывающие альбинизм (у ши-тцу, пекинесов,  лхаса апсо);
  • c3 –рецессивный аллель, вызывающие альбинизм (у бульмастифов).

 Аллели с — достаточно редкие у собак, в гомозиготном состоянии способствует формированию белого окраса у доберманов, ши-тцу, пекинесов, лхаса апсо, бульмастифов. Такие собаки имеют голубые или розовые глаза и белый или кремовый окрас с бронзовым оттенком. Белые доберманы часто имеют повышенную чувствительность к свету и страдают светофобией и, связанным с ней нарушением координации при помещении в незнакомые условия. Поэтому, например, в большинстве стран этот окрас относится к числу нестандартных.

Альбинизм немецких шпицев — ген OCA2

В 2017 году у немецких шпицев был обнаружен вариант альбинизма OCA2, который проявляется в виде светло коричневого окраса с осветленными глазами и носом. Внешний вид этих шпицев напоминает обладателей аллелей b/b d/d, но генетически это совершенно иной окрас, вызванный мутацией в гене OCA2. Проблем связанных со здоровьем у этих собак пока не обнаружено, однако с возрастом у них стало развиваться косоглазие (неизвестно, есть ли связь этого с альбинизмом) (Caduff M, Bauer A,  et al 2017).

Немецкий шпиц  с  альбинизмом ОСA2. https://journals.plos.org/plosone/article/figure?id=10.1371/journal.pone.0185944.g001

Фенотипы окраса шерсти в исследуемом семействе больших немецких шпицев. A) белая мать и черный отец помета. B) фотографии двух щенков c альбинизмом и одного обычного щенка в возрасте одной недели. ((C — E) собака с альбинизмом (№103) с зелеными глазами и осветленным носом в возрасте 4 и 5,5 месяцев, соответственно. (D, F) собака №104 в возрасте 4 и 7 месяцев, соответственно.

Акромеланизм и гималайский окрас. Ген тирозиназы

Акромеланизм – это форма альбинизма, при которой пигментация полностью или частично подавляется в туловище, но сохраняется в конечностях и морде. При таком окрасе кожа и волосы туловища белые, глаза лишены пигмента и поэтому красные или голубые, но уши, мордочка, лапки, хвост пигментированы. Из-за такого распределения пигментации акромеланические окрасы также называют “колор-поинт” (color – цвет, point – кончик). Подобная форма альбинизма наиболее знаменита благодаря сиамским кошкам, и наблюдается у некоторых грызунов, например сирийских хомячков, мышей, морских свинок, а также у гималайских кроликов и у других млекопитающих. За проявление акромеланизма несут ответственность некоторые температурозависимые аллели гена тирозиназы.  Например, у кошек на сегодняшний день описано три таких рецессивных аллеля (у кошек это локус C): аллель сиамского, аллель бурмы и новый недавно обнаруженный аллель мокка.

В 2009 году в Екатеринбурге была обнаружена собака подобного окраса. Однако вскоре она была безвозвратно потеряна, и исследовать ее геном не удалось.

Матишек с гималайским окрасом в 3-6 месяцев после рождения. Матишек родился от черно-подпалой матери, единственный с таким окрасом в помете из четырех щенков.

В 2018 году в Чехии была обнаружена аналогичная собака породы такса, Матишек. Исследование его ДНК, проведенное в лаборатории «Зооген», показало наличие новой мутации в гене тирозиназы. Если бы не гомозиготность по этой новой уникальной мутации в гене тирозиназы, то Матишек был бы черно-подпалой таксой. Окрас Матишека назвали гимилайским, по аналогии с проявлением температурочувствительных аллелей тирозиназы у других млекопитающих.

Фотографии Матишек во взрослом возрасте и одно фото его матери (первое фото слева). Генотип Матишека по другим локусам окраса:
at/at  E/E  B/B  D/D  ky/ky  m/m + новая мутация в гене тирозиназы в гомозиготном состоянии.

Позднее были найдены еще несколько собак с аналогичным типом пигментации, которые сейчас исследуются с целью установления причин таких окрасов.

Литература

Brancalion, L., Haase, B., Wade, C.M. Canine coat pigmentation genetics: a review. Anim Genet :, 2021. Pubmed reference: 34751460. DOI: 10.1111/age.13154.

Bychkova, E., Viktorovskaya, O., Filippova, E., Eliseeva, Z., Barabanova, L., Sotskaya, M., Markov, A. Identification of a candidate genetic variant for the Himalayan color pattern in dogs. Gene :145212, 2020. Pubmed reference: 33039541. DOI: 10.1016/j.gene.2020.145212.

Caduff, M., Bauer, A., Jagannathan, V., Leeb, T. OCA2 splice site variant in German Spitz dogs with oculocutaneous albinism. PLoS One 12:e0185944, 2017. Pubmed reference: 28973042. DOI: 10.1371/journal.pone.0185944.

Caduff, M., Bauer, A., Jagannathan, V., Leeb, T. A single base deletion in the SLC45A2 gene in a Bullmastiff with oculocutaneous albinism. Anim Genet 48:619-621, 2017. Pubmed reference: 28737247. DOI: 10.1111/age.12582.

Wijesena, H.R., Schmutz, S.M. A Missense Mutation in SLC45A2 Is Associated with Albinism in Several Small Long Haired Dog Breeds. J Hered 106:285-8, 2015. Pubmed reference: 25790827. DOI: 10.1093/jhered/esv008.

Winkler, P.A., Gornik, K.R., Ramsey, D.T., Dubielzig, R.R., Venta, P.J., Petersen-Jones, S.M., Bartoe, J.T. A Partial Gene Deletion of SLC45A2 Causes Oculocutaneous Albinism in Doberman Pinscher Dogs. PLoS One 9:e92127, 2014. Pubmed reference: 24647637. DOI: 10.1371/journal.pone.0092127.

Schmidtz, B.H., Schmutz, S.M. Linkage mapping of TYR to dog chromosome 21 Animal Genetics 33:476-477, 2002. Pubmed reference: 12464032.