Het is een simpele vraag, maar wetenschappers weten het niet. Tenminste: tot voor kort. Nieuw onderzoek toont namelijk aan hoe huiskatten, maar ook jachtluipaarden aan hun donkere strepen en stipjes komen.

“Tot voor kort was er geen duidelijke biologische verklaring voor de stippen van het jachtluipaard of de strepen op tijgers, zebra’s en zelfs de doodgewone huiskat,” vertelt onderzoeker Gregory Barsh. Maar zijn onderzoek brengt daar verandering in.

Boven een kat met grillige vlekken. Daaronder een kat met strepen. Onderaan zien we een jachtluipaard met mooi verdeelde vlekjes (staand) en een koningscheeta met grillige vlekken en een streep op de rug (liggend. Foto’s: Stanford School of Medicine.

Genen
De onderzoekers bestudeerden de genen van katten met donkere strepen en katten met grillige vlekken. Al snel ontdekten ze dat de verschillen tussen deze dieren iets te maken hadden met het gen Taqpep. Katten met stippen hadden heel specifieke mutaties in beide kopieën van dit gen, terwijl katten met strepen die niet hadden. Opvallend genoeg bleek de koningscheeta (die in tegenstelling tot het gewone jachtluipaard veel grotere en grilligere vlekken en een donkere streep op zijn rug heeft) ook een mutatie in het gen Taqpep te hebben.

Hoe ontstaan ze?
Dit gen moest er dus iets mee te maken hebben. Het zette de onderzoekers aan het denken. Want hoe ontstonden die vlekken en strepen nu precies? En hoe kunnen de dieren – die toch groeien – hun hele leven lang hetzelfde patroon houden? “Op de één of andere manier weten cellen in de donkere strepen dat ze zich in een donkere streep bevinden en ze onthouden dat gedurende het leven van het organisme. Wij vroegen ons af wat er gebeurde op de grens tussen de lichte en donkere strepen en vlekken. Hoe weten deze vlekken hoe ze met het dier mee moeten groeien?”

Edn3
De cellen die donkere en lichte haren produceerden, bleken op het eerste gezicht niet van elkaar te verschillen. Dat wees erop dat de verschillen in haarkleuren te maken hebben met verschillen in de expressie van genen in de cellen. Om te achterhalen om welke genexpressies het precies ging, bestudeerden de onderzoekers donkere en lichte haarcellen. Al snel ontdekten ze dat een ander gen hierin ook een belangrijke rol speelde: Edn3. Dit gen bleek voor veel meer donkere haren te zorgen. Waarschijnlijk bepaalt Taqpep al voor katten en jachtluipaarden ter wereld komen welk patroon hun vacht gaat vertonen. Dat doet het gen door de expressie van Edn3 te regelen, zo schrijven de onderzoekers in het blad Science.

Daarmee is het antwoord op de vraag ‘hoe komt mijn kat aan zijn strepen’ deels beantwoord. Maar er wacht de onderzoekers nog veel werk. Zo zouden ze graag willen uitzoeken hoe Edn3 en Taqpep precies functioneren. Maar dit onderzoek draait niet alleen om katten en jachtluipaarden: in de toekomst kunnen conclusies ervan ook wel eens implicaties hebben voor de mens. Door te achterhalen hoe genen precies verantwoordelijk zijn voor specifieke kenmerken, kunnen onderzoekers ook meer te weten komen over het menselijk genoom. Zo wijst Barsh erop dat onderzoeken naar de genen van fruitvliegen ons bijvoorbeeld meer konden vertellen over hoe kankercellen leven en sterven. “Het ontdekken van nieuwe biologische principes in dieren die nauwer verwant zijn aan mensen, zoals katten, honden en muizen, kan wel eens leiden tot onverwachte inzichten voor de menselijke biologie en ziekten.”