经过60年的寻找,遗传学家终于确定了家猫果酱颜色背后的基因。
两个独立的研究小组发现,我们心爱的橘猫身上任何橙色的绒毛都可能是猫基因组中非蛋白质编码部分DNA缺失的结果。
斯坦福大学遗传学家格雷格·巴什告诉我们:“这是一个基因之谜,一个难题。”
巴什和他的同事们发现,与没有橙色毛发的猫的皮肤细胞相比,橙色皮毛芽表达的Arhgap36基因RNA是其13倍。
本以为高产的Arhgap36基因的蛋白质编码部分发生了突变,但研究人员惊讶地发现,它之前的序列包含了一个缺失,这可能会影响该基因的其余部分的表达。
研究人员在188只猫的数据库中检查了每只橙色猫,其中包括145只橙色猫,6只印花/玳瑁猫和37只非橙色猫。
有一项发现并不令人意外。正如长期预测的那样,突变基因位于猫的X染色体上,这就解释了为什么不同性别的猫的橙色如此不同。大多数橙色的猫是公猫,而大多数有橙色皮毛的母猫最终会有不同颜色的补丁。
巴什和他的团队在他们的论文中写道:“综合起来,这些观察结果提供了强有力的遗传和基因组证据,证明5kb的缺失导致了性别连锁橙色。”
自从近1万年前人类第一次与猫共同生活以来,黑猫和橙色猫可以成为一系列意想不到的小猫颜色的父母,这一直是一个奇怪的现象。正如人们所预料的那样,这对猫中的雄性小猫大多是橙色或黑色的。但是母猫的毛发可能是由黑色、橙色和白色拼接而成的印花图案,或者是像玳瑁一样的橙色大理石花纹散布在黑色皮毛上。
两个研究小组都证实,导致橙色皮毛的突变位于X染色体上,这就是为什么不同性别之间会出现如此明显的颜色差异。
不像雄性在它们单独的X染色体上只有一个突变的副本,雌性最终有两个副本,一个在它们从父母那里得到的X上。
哺乳动物在每个细胞中随机灭活两条X染色体中的一条,以避免表达过多的染色体产物。这使得雌性橙色小猫在其发育中的一些皮肤细胞组织中具有活跃的橙色突变,紧邻具有突变基因的X染色体失活的相邻细胞。
在罕见的情况下,两条X染色体都携带突变,雌性会长成毛茸茸的火球,像任何雄性一样姜黄色。
橙色的猫碰巧有一个搞笑的名声,因为它们不是它们物种中最聪明的。撇开轶事不谈,猫的颜色和认知之间的这种联系在科学上是不支持的,这种突变对健康或心理健康没有明显的负面影响。
众所周知,当Arhgap36功能过度或功能不足时,会导致其他动物的发育问题。但似乎在橙色猫中,这种基因只在发育和成熟的黑色素细胞中过度表达。
“玳瑁猫和花布猫的区别在于花布猫中存在额外的白色斑点突变,当黑色素细胞从神经嵴迁移时,这种突变会影响黑色素细胞的生存能力,从而使存活下来的黑色素细胞克隆在更大的身体区域扩张,”巴什和他的同事解释说。
由九州大学遗传学家Hidehiro Toh领导的第二项研究也确定了Arhgap36是橙色猫毛基因。他们发现,这种基因的大量表达抑制了色素基因,将深棕色变为黑色的真黑色素色素转变为红色到黄色的现象黑色素色素。
这两篇论文现在都在等待bioRxiv的同行评议。
如果朋友们喜欢,敬请关注“知新了了”!