Mokří psi, stárnoucí kočky, zrzaví kocouři a vyzubení vlci – „jednohubky“ z výzkumu 2024/3

Pejsku, otřes se! Proč mokří psi cákají vodu všude kolem sebe?

Instinktivní reflex otřepat si vodu ze srsti sdílí mnoho chlupáčů – nejen psi, ale i myši, kočky, veverky, lvi, tygři nebo medvědi. Otřepávání zvířatům pomáhá dostat vodu, hmyz či jiné dráždivé prvky z míst, kam se jim špatně dosahuje. Pod tímto složitým pohybem se však skrývá komplexní a donedávna neznámý neurologický mechanismus.

Skupině neurovědců z Harvardovy univerzity se podařilo identifikovat mechanismus „otřepávání mokrého psa“ u myší. Zjistili, že zahrnuje specifickou třídu dotekových receptorů a také neurony propojující mozek s míchou. Osrstěná kůže savců je inervována více než 12 typy senzorických neuronů, z nichž každý detekuje a interpretuje jiné vjemy. Vědci se zaměřili na ultracitlivý dotekový mechanoreceptor C-LTMR, který obepíná vlasové kořínky. U lidí jsou tyto receptory spojeny s příjemnými vjemy, jako je něžné objetí nebo uklidňující pohlazení. U myší a dalších zvířat však mají ochrannou funkci – upozorňují zvíře na přítomnost něčeho cizího na kůži, ať už je to voda, špína nebo parazit. Když tento cizorodý prvek způsobí ohnutí chloupku, receptor se aktivuje. Neurovědci zjistili, že právě C-LTMR spouští „otřepávací“ odpověď. Nervová dráha těchto receptorů vede do parabrachiálního jádra – oblasti mozku, která se účastní zpracování vjemů bolesti, teploty a doteku. Tento objev otevírá cestu dalšímu výzkumu, například poruch vedoucích ke kožní hypersenzitivitě u lidí.^{1, 2}

Jak stárnou kočky? Podobně jako my!

Vědci, kteří se snaží odhalit tajemství lidského stárnutí, by zřejmě udělali lépe, kdyby svůj výzkum zaměřili na kočky než na jejich myší kořist. Podle výsledků rozsáhlého projektu Translating Time, který srovnává vývoj mozku u více než 150 druhů savců, vykazují mozky stárnoucích koček známky atrofie a kognitivního úpadku podobné těm, jež pozorujeme u stárnoucích lidí. Laboratorní myši, přes všechny nesporné výhody tohoto modelového organismu, nejsou ke zkoumání neurodegenerativních onemocnění souvisejících se stárnutím příliš vhodné. Nežijí totiž dostatečně dlouho na to, aby se v jejich mozcích stihlo nashromáždit dostatečné poškození. Navíc mají oproti lidem ochranné mechanismy, které jim umožňují odbourávat shluky špatně složených proteinů − tedy plaky, jež jsou typickým projevem Alzheimerovy choroby (AD).

Neurovědkyně Christine Charvetová z Auburnské univerzity v Alabamě se svým týmem shromažďuje data o stárnutí koček. Dosud se jim podařilo nasbírat zdravotní záznamy a vzorky krve tisíců zvířat a provést snímkování mozku u více než padesátky z nich. Na základě těchto dat vědci pomalu skládají mozaiku nelineárního vztahu mezi stárnutím lidí a koček. Roční kočka je například přibližně ekvivalentní čerstvě dospělému člověku, ve 2 letech pak její mozek odpovídá asi 22 lidským rokům a v 15 letech kočky už se jedná o zasloužilou babičku přesahující lidskou osmdesátku. U některých koček v tomto věku pozorujeme kognitivní úpadek a změny v objemu mozkové hmoty. V mozku koček se také mohou vyskytovat plaky složené z abnormálních proteinů, podobné nálezům u pacientů s AD. Vědci se však shodují, že pro výzkum mnoha aspektů procesu stárnutí mozku je třeba využívat široké spektrum modelových organismů, například primáty nebo rypoše lysé, kteří jsou nejdéle žijícími hlodavci.³

A proč jsou některé kočky zrzavé? Genetika konečně zná odpověď!

Taky jste se ve škole učili, že tříbarevná kočka nemůže být kocour? A naopak, že zrzavé (správně červené) kočky jsou obvykle samci? Už dlouho je jasné, že barva srsti je u koček částečně závislá na pohlaví. Předpokládá se, že gen pro červenou barvu srsti je uložen na chromosomu X. Kočičí samičky mají ve svých buňkách 2 kopie tohoto chromosomu a v průběhu embryonálního vývoje si jejich buňky náhodně „vybírají“, která alela bude aktivně exprimovat genetickou informaci a která zůstane zabalená a inaktivní. Právě proces inaktivace chromosomu X (lyonizace) podmiňuje barevné vzory na kočičí srsti. Zkoumání kočičích kožíšků v minulosti pomohlo odhalit řadu genetických jevů a objasnit procesy, kterými okolní prostředí ovlivňuje genovou expresi.

Po genu pro červený pigment však vědci zatím bezúspěšně pátrali už 60 let. Minulý měsíc ale dva vědecké týmy nezávisle na sobě publikovaly preprint, ve kterém popisují mutaci podmiňující červenou barvu kočičí srsti. S využitím vzorků kůže různých koček odhalili mutaci v chromosomu X, jež ovlivňuje aktivitu genu ARHGAP36. Zvýšená produkce proteinu Arhgap36 v melanocytech aktivuje dráhu vedoucí k produkci světle červeného pigmentu.^4–6

Ten vlk se na mě nějak divně šklebí…

Vlci ve smečce se spolu často perou jen tak pro zábavu. Jak ale poznají, že jde do tuhého a pranice se mění v opravdový boj? Studie italských a francouzských výzkumníků analyzovala více než 135 hodin videozáznamů 38 vlků ze 3 smeček chovaných v zajetí. Vědci objevili celkem 5 různých výrazů obličeje, které vlci používají pro komunikaci různého stupně hravosti a agrese. Dokud je vzájemné pošťuchování jenom hrou, mají otevřené tlamy a uvolněné rty. Když to ale někdo trochu přepískne, může vlk ohrnout pysky, ukázat dásně a zúžit oči. Pokud pranice ani v tom případě neustává, odhalí vlk světlou skvrnu na samých vrcholcích dásní – a to už opravdu bliká červená kontrolka.

Vlčí komplexní komunikace kontrastuje s chováním jejich domestikovaných příbuzných – psi totiž mají jen jeden výraz pro hravost a jeden pro agresi. Autoři studie by se tak v budoucnu rádi zaměřili na to, proč zdomácnění psů vedlo ke změnám v repertoáru výrazů. Jedním z možných vysvětlení je, že jednodušší výrazová komunikace usnadnila psům domluvu s jejich lidskými společníky.^{7, 8}

(este)

1. Zhang D., Tureček J., Choi S. et al. C-LTMRs evoke wet dog shakes via the spinoparabrachial pathway. Science 2024; 386 (6722): 686–692, doi: 10.1126/science.adq8834.
2. Naddaf M. Why do wet dogs shake themselves dry? Neuroscience has an answer. Nature 2024 Nov 7, doi: 10.1038/d41586-024-03657-y [Epub ahead of print].
3. Ledford H. Cat brains age like ours – and could help scientists to understand cognitive decline. Nature 2024 Nov; 635 (8038): 266–267, doi: 10.1038/d41586-024-03492-1.
4. Kaelin C. B., McGowan K. A., Trotman J. C. et al. Molecular and genetic characterization of sex-linked orange coat color in the domestic cat. bioRxiv 2024.11.21.624608, doi: 10.1101/2024.11.21.624608. [nerecenzovaný preprint]
5. Toh H., Yeung W. K. A., Unoki M. et al. A deletion at the X-linked ARHGAP36 gene locus is associated with the orange coloration of tortoiseshell and calico cats. bioRxiv 2024.11.19.624036, doi: 10.1101/2024.11.19.624036. [nerecenzovaný preprint]
6. Grimm D. What makes cats orange? Scientists find long-sought gene. ScienceAdviser 2024 Dec 1. Dostupné na: www.science.org/content/article/em-science-em-adviser-have-we-been-drawing-neurons-wrong
7. Maglieri V., Mastrandrea F., Galotti A. et al. Tell-tale signals: faces reveal playful and aggressive mood in wolves. Animal Behav2024; 214: 1–9, doi: j.anbehav.2024.05.013.
8. Herring M. Wolves’ facial expressions reveal their moods. ScienceAdviser, 2024 Jul 8. Dostupné na: www.science.org/content/article/does-wolf-want-play-or-attack-take-close-look-its-face