THE GENETICS OF POLYDACTYLY IN MAINE COON CATS

Poly Maine Coon Kattunge. Foto copyright: Monica A Sundset.

Sammendrag

• Maine Coon kommer opprinnelig fra Maine i New England, den nordligste staten på østkysten av USA. Disse kattene er et resultat av naturlig seleksjon og har utviklet alle egenskapene som en god arbeidskatt trenger. Maine Coon er store, intelligente, dyktige jegere, og de er godt tilpasset det å overleve det tøffe vinterklimaet i New England. 
• Et vanlig særtrekk ved rasen er polydaktyli (ekstra tær). Man mener at ca 40% av kattene i den opprinnelige populasjonen, på femti-sekstitallet, var polydaktyle. Skadelige mutasjoner vil selekteres bort i en naturlig populasjon. Det at en så stor andel av den naturlig selekterte polulasjonen var polydaktyle katter, indikerer at polydaktyli er positivt for individet. 
• Nyerer forskning bekrefter at polydaktyli er et ufarlig anatomisk avvik. Hos Maine Coon  skyldes polydaktyli en enpunkts mutasjon i regulator genet ZRS kalt "Hemingway mutasjonen" (Hw). ZRS genet er ansvarlig for uttrykket av genet Shh som bestemmer antall og utviklingen av tær i potene (Lange et al., 2014). Hw-mutasjonen gir flere ulike fenotyper (2-8 ekstra tær) (Lange et al. 2014), og kalles ofte for "vottepoter” (mitten), fordi de ekstra tomlene gjør at potene ser ut som votter (Figur 1). 
• Polydaktyli arves som et autosomalt dominerende trekk med høy gjennomslagskraft (Danforth 1947, Lettice et al., 2008, Hamelin 2011), og kan dermed enkelt selekteres bort i avl. 
• Så langt har forskerne påvist tre mutasjoner som resulterer i polydaktyli hos katter: Hw mutasjonen i Maine Coon og PixieBob katter, og UK1 og UK2 mutasjonene i britiske tamkatter (Lettice et al., 2008, Lyons 2009) (Tabell 1).
• Vi vet at det må finnes flere mutasjoner som kan gi polydaktyli hos katter, fordi kanadiske linjer av polydaktyle Maine Coon mangler Hw mutasjonen, og de har heller ikke UK1 eller UK2 mutasjonen (Hamelin 2011). Dr. Marie Abitbol og hennes kollegaer ved Lyon Veterinary School i Frankrike forsøker nå å avsløre hvilken mutasjon det er som forårsaker polydaktyli hos Maine Coon kattene fra kanadiske linjer (jfr personlig kommunikasjon med Dr. Abitbol). 
• Mutasjonen bak "pailabber" (pattyfoot) (ekstra tær men ingen "tommel") (Figur 1) er heller ikke kjent.
• TICA tillater både avl og utstilling av polydaktyle Maine Coon. Den svenske raseringen Maine Coon-katten arrangerer KM i Sverige hvert annet år og der er polydaktyle Maine Coon velkommen. Kjøper du en standard-pote / ikke-poly Maine Coon, kan du stille den på FIFe sine utstillinger, selv om den har søsken / foreldre som er polydaktyle. Men polydaktyle katter får desverre ikke stilles ut på utstillinger i regi av FIFe, som heller ikke tillater avl på polydaktyle katter.

Fig 2. Enkelt basepar (punkt) mutasjoner i det regulatoriske genet ZRS har vist seg å forårsake polydaktylisme, ettersom de modulerer Shh-ekspresjon i lemknoppene (Zone of Polarizing Activity (ZPA)) og induserer dannelsen av ekstra sifre ved ektopisk ekspresjon av Shh (Lettice et al. 2003; figur gjengitt fra Lettice et al. 2012). Alt sammen, Lettice et al. (2008) identifiserte tre nye mutasjoner (enkeltnukleotidsubstitusjoner) assosiert med preaksial polydaktyli i ZRS av nordamerikanske og britiske katter (fig 3). Dette er de eneste kjente mutasjonene assosiert med polydaktyli hos katter så langt. Polydactyl Hemingways katter (fig 3B) var enten heterozygote (A/G) (n=3) eller homozygote (G/G) (n=1). Den homozygote katten viste ikke en mer alvorlig fenotype og var polydaktyl kun på forbenene. De andre amerikanske kattene inkludert i denne studien av Lettice et al. (2008) (Fig 3C) hadde samme mutasjon som Hemingways katter, noe som tyder på at det er en vanlig allel hos polydaktyle katter i Nord-Amerika, mens de britiske kattene ikke hadde Hw-mutasjonen. I stedet ble de britiske kattene (n=8) funnet å ha mutasjoner i posisjon 257 og 481 (UK1 og UK2) (Fig 3C og D).

Fig 3. Figur og genetisk analyse av polydaktyle katter og deres mutasjoner gjengitt fra Lettice et al. (2008). A viser en polydaktyl katt som bærer UK1-mutasjonen (i posisjon 257) med ekstra sifre på forpotene. B viser en delvis stamtavle av Hemingway-kattene som ble tatt prøver av i studien, alle antagelig avledet fra en enkelt grunnlegger. Berørte katter er avbildet med solide firkanter (hanner) og sirkler (kvinner). Initialene for hver katt vises og genotypen deres er vist under initialene. Villtypeallelen har en A i posisjon 481 av kattesekvensen, og mutantallelen a G. C viser en liste over polydaktyle katter fra Storbritannia og USA som viser opprinnelsen til hver, lemfenotypen og mutasjonen som var bestemt ved posisjon 257 (UK1) og 481 (UK2) hos britiske katter og ved posisjon 479 (Hw) hos amerikanske katter. D viser et sammendrag av 12 mutasjoner i det ∼800 bp konserverte ikke-kodende elementet (CNE, som er en konservert del/segment i det regulatoriske genet ZRS). Den relative posisjonen til kattemutasjonene er vist i rødt under CNE sammen med den tilsvarende sekvensen hos mus og mennesker (Fd, Felis domesticus; Mm, Mus musculus; og Hs, Homo sapiens). Andre mutasjoner brukt i analysen er vist over CNE (mutasjoner identifisert i Hs er indikert i blått mens Mm-mutasjoner er i grønt).

Genetisk testing for polydaktyli hos katter DNA-testing for sykdommer og fenotyper er et raskt voksende aktivum for katteoppdrettere over hele verden, og det er mange kommersielle laboratorier og tester tilgjengelig. Optimal seleksjon (MyCatDNA) test for polydaktyli basert på de tre kjente genetiske markørene/mutasjonene identifisert av Lettice et al. (2008). LIMBR1: c.A479G Enkeltpunktmutasjonen c.A479G blir referert til som mutasjon Hw av Lettice et al. (2008) (Figur 3) og kalles også «Hemingway-mutasjonen». Katter med denne mutasjonen har mellom 2 og 8 ekstra sifre/tær. Denne mutasjonen er identifisert i Maine Coon-katter (Lettice et al. 2008) og i PixieBob-katter (Lyons 2009). LIMBR1: c.A481T og LIMBR1: c.G257C (referert til som mutsjon UK2 og UK1) Begge disse enkeltpunktmutasjonene, som påvirker genet Shh, ble identifisert hos korthårskatter av Lettice et al. (2008)

(Figur 3). Vår Maine Coon-katt, Bellona, ​​ble testet for alle tre kjente mutasjonsvarianter, og testet positivt for «Hemingway-mutasjonen» (som er heterozygot Hw/N) i posisjon 479 av ZRS. DNA-screeningsresultatene hennes er offentlige og er tilgjengelige på nettet. Bellona er født med to ekstra tær på hver av forpotene og en ekstra tå på hver av bakpotene (7-7-5-5), totalt 24 tær. Derfor påvirket Bellonas Hw alle fire potene, og det samme mønsteret av tær finnes i hennes far Elders og bestemor Bluebell - mens hennes bror Bertha er Hw-mutasjonen ikke er forbensspesifikk som opprinnelig antydet Lange et al. (2008) rapporterte at katten Hw-mutasjonen var forbensspesifikk, og uttalte at Hemingways katter primært påvirkes på forbenene (ca. 80 % av de berørte kattene viser polydaktyli kun på forpotene, med referanse til personlig kommunikasjon med Kirsten Jensen, DVM , Key West, Florida som samplet Hemingway-kattene på Hemingway House), mens katter som bar UK2-mutasjonen hadde ekstra sifre på alle poter. Likevise, Lettice et al. (2008) beskriver en eksklusiv forbenseffekt av Hw-mutantene som utgjør 80 % av tilfellene. villtypen (N/N) med 6 og 7 tær på forpotene og 5 på hver av bakpotene (fig 4).

Fig 4. Delvis stamtavle for vår polydactyl Maine coon-katt, Tashanas Goddess Bellona PP. Hun er heterozygot for "Hemingway-mutasjonen" (Hw/N), og er født med to ekstra tær på hver av forpotene og en ekstra tå på hver av bakpotene (7-7-5-5), 24 tær totalt. Bellonas bror (Bertha), far (eldste) og bestemor (Bluebell) er polydactyl. Hennes andre bror (Bast), mor (Karisma) og bestefar (Zack) er villtyper med 18 tær. Polydactylkatter er avbildet innenfor svarte firkanter (hanner) og sirkler (kvinner), villtypekatter (N/N) innenfor hvite firkanter (hanner) og sirkler (kvinner). Bilder av Marita R. Sørensen / Taschanas, Johanna Eli Forssblad / Lynx Luna, Sofie Gonzales, Monica Alterskjær Sundset / Alterskjær. En fersk studie av Lange et al. (2014) viste at blant de 378 polydaktyløse Hw-mutante kattene som han testet i denne studien, var bare 47 % av polydaktylfenotypene begrenset til forbenene. Faktisk ble Hw enkeltpunktsmutasjonen hos Maine coon-katter funnet å resultere i mange forskjellige fenotyper og opptil åtte ekstra tær (Fig 5-6) (Lange et al. 2014). Katter kan også ha en «dewclaw» (et bløtvevsvedheng med en klo som mangler indre skjelettelementer).Fig 4. Partial pedigree for our polydactyl Maine coon cat, Taschanas Goddess Bellona PP. She is heterozygous for the "Hemingway mutation" (Hw/N), and is born with two extra toes on each of her front paws and one extra toe on each of her back paws (7-7-5-5), 24 toes in total. Bellonas brother (Bertha), father (Elders) and grandmother (Bluebell) are polydactyl. Her other brother (Bast), mother (Karisma) and grandfather (Zack) are wildtypes with 18 toes. Polydactyl cats are depicted within black squares (males) and circles (females), wild-type cats (N/N) within white squares (males) and circles (females). Photos by Marita R. Sørensen / Taschanas, Johanna Eli Forssblad / Lynx Luna, Sofie Gonzales, Monica Alterskjær Sundset / Alterskjær.