遗传学家终于解开了加菲猫橙色皮毛的秘密

Josiah02 · 发表于 2024-12-9 02:28:35

加菲猫是吉姆·戴维斯 1978 年创作的同名连载漫画中的主角，它和我们家里的许多猫一样，是橙色的。它是橙色的，就像有些人是红头发、有些马是棕色的、有些狗是爱尔兰塞特犬一样，但有一个重要的区别。
对于所有其他动物，包括红发人类，我们知道是什么原因导致了这种特征性的颜色，但令人惊讶的是，直到现在我们才知道是什么原因导致了猫（以及一般的猫科动物）的这种颜色。
bioRxiv 是最受欢迎的未审阅文章预发表库之一，最近刚发表了两篇论文，解释了橘猫背后的遗传学。一篇来自加州斯坦福大学的Greg Barsh 实验室。另一篇来自日本九州大学的Hiroyuki Sasaki 实验室。
真黑素和假黑素：两种哺乳动物色素
哺乳动物只有两种色素，即两种颜色的黑色素：真黑素（深棕色、黑色）和褐黑素（黄色、红色或橙色）。红发人只产生褐黑素，而深色皮肤的人主要积累真黑素。所有其他皮肤和头发的颜色都介于两者之间，这要归功于多达 700 个调节动物色素沉着的基因。
在灵长类动物、马、啮齿动物、狗、牛和许多其他动物中，黑色素的产生和产生真黑素或褐黑素的决定权掌握在膜蛋白 MC1R 手中。它控制着释放黑色素的皮肤细胞，即黑色素细胞。如果释放促黑素细胞激素 (α-MSH)，黑色素细胞就会开始产生真黑素。如果拮抗剂（如狗的刺豚鼠信号蛋白或 β-防御素）发挥作用，深色真黑素的产生就会停止，黑色素细胞会转而产生橙色褐黑素。
然而，猫就完全是另一回事了。家里养猫的人都知道，猫是非常奇特的动物，各方面都很特别，甚至连它们的肤色都很特别。
在猫中，真黑素或褐黑素的产生不受 MC1R 受体控制。相反，它由一个基因座控制（其基因至今未知），称为“橙色”。基因座是基因组中的一个物理位置，其影响是已知的（例如黑色或橙色皮毛），但其所含的精确 DNA 序列的细节以及其所属的基因尚不清楚。
因此，我们通常首先确定基因座，然后随着时间的推移，我们发现并详细描述相关基因。猫的橙色基因座可以有两种版本：支持产生褐黑素（橙色）的“O”变体和负责产生真黑素（黑色）的“o”变体。
需要注意的一个细节是，橙色基因座位于 X 染色体上。与所有其他哺乳动物一样，雌猫是 XX，雄猫是 XY。与所有雌性哺乳动物一样，在发育过程中，所有细胞都会随机使两个 X 染色体中的一个失活。Oo雌猫（在一条 X 染色体上携带 O 变体，在另一条 X 染色体上携带 o 变体）将产生橙色的身体区域（在它们已失活“o”等位基因的区域）和黑色的其他区域（当失活“O”等位基因时）。
这意味着，当我们看到一只双色（黑色/橙色）或三色（黑色/橙色/白色）猫，或者其颜色更淡的版本之一时，我们就知道它一定是一只雌性，而且它的色素沉着模式将是完全独特的。
公猫要么是橙色要么是黑色（它们只有一条 X 染色体），但不能是双色或三色的，除非它们携带相当于人类克氏综合症的染色体变异（雄性出生时带有一条额外的 X 染色体）。
三色猫
因此，雌猫可以拥有独特的马赛克图案，而这种图案深受猫迷的喜爱。当与另一种影响黑色素细胞增殖和分化的突变同时发生时（产生白色斑块，没有色素沉着），就会产生三色猫，俗称三色猫。
每只三色斑都是独一无二的，因为每个色素细胞中的一条 X 染色体在发育过程中会随机失活。失活发生得越早，产生的斑点就越大。失活发生得越晚，斑点就越小。
猫科动物橙色皮毛基因
到目前为止，我们并不知道猫科动物的橙色基因座背后隐藏着什么基因。Barsh和Sasaki最近的研究表明，它不是 MC1R 的猫同源物，而是另一种基因：Arhgap36 基因。拥有橙色皮毛的雄性猫以及三色猫的橙色斑点都携带这种基因突变，这种突变会阻止真黑素的产生，并允许褐黑素的产生。
这两项研究是优秀、基础、扎实研究的绝佳范例，其目的仅是满足科学的好奇心，而不了解其直接的应用，在本例中，是为了理解为什么那只顽皮的加菲猫是橙色的。

账号		自动登录	找回密码
密码			立即注册