喵星人,你的“紋身”怎么來的?
最近,Harson Alpha生物技術研究所的遺傳學家GregoryBarsh的研究小組在一個預印網站BioRxiv上公布了這一結果,解釋了貓毛斑紋的形成,并表示這一理論可能也適用于其他哺乳動物。
虎斑貓的基因突變表現為斑點而非典型條紋。資料來源:虎斑貓基因突變有斑點,而非典型條紋。來源:jan-michellabat。
這是一篇重要的論文,揭示了許多哺乳動物毛發斑紋的部分遺傳基礎。
英國羅斯林研究所(Roslin Institute)的發育生物學家丹尼斯·海頓(DenisHeadon)說,這項研究還讓我們了解了這些基因在發育過程中是如何工作的,并形成了一種"高度適應機制"來對基因調整做出反應,從而形成了各種模式,比如條紋和斑點。
生物學家已經證實,毛囊細胞是頭發或毛皮中色素的來源。
1952年,計算機先驅艾倫·圖靈提出,如果分子在組織中以不同的速度傳播,相互抑制和激活的分子就能在自然界中形成周期性的模式。
三十年后,基于他的理論,科學家提出了斑點、條紋和其他顏色圖案在發育過程中是如何形成的假說:激活分子著色細胞,但也會導致抑制劑的產生,后者的擴散速度比激活劑更快,可以阻止色素的產生。
巴什小組以家養貓為目標,追蹤影響它們發色的分子激活劑和抑制劑的特性。
十年前,他們發現了一種名為貓的基因,一旦發生突變,就會顯示出黑斑,而不是虎斑貓通常的黑色條紋。
哈森阿爾法生物技術研究所(HarsonAlpha Institute Of BioTechnology)的基因組學家克里斯托弗·凱林(ChristopherKaelin)在獵豹王身上發現了同樣的突變,表明野貓和家貓都有相同的基因。
為了了解其他基因及其突變在野貓發育中的作用,研究人員分離并測序了野貓早期胚胎皮膚細胞中的活性基因。
他們發現,當胚胎發育到大約20天時,幾個基因的活性急劇增加,這些基因與Wnt信號有關,其中最活躍的是Dkk 4。
研究小組還發現,使Dkk 4失活的突變會導致阿比西尼亞和新加坡貓身上明顯的斑點丟失。
巴什指出,貓和Dkk 4可能在同一條路上的家貓和野貓身上扮演一定的角色,但他還不知道兩者是如何聯系在一起的。
研究小組認為,Wnt和Dkk 4在貓的家里分別是激活劑和抑制劑。