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科學家破解「橘貓基因」之謎!獨特突變造就毛色性別差異

史丹佛大學醫學院研究團隊發現,家貓橘色毛髮的關鍵基因突變位於「Rho GTPase活化蛋白36」(Arhgap36)基因上,這種突變在其他哺乳動物中並不存在。

這項突破性研究解開了困擾科學界百年的謎團:為何橘貓多為公貓?研究顯示,這種性聯遺傳的橘色突變會導致毛髮呈現紅黃相間的斑塊,更是母貓隨機X染色體去活化現象的典型特徵。與其他毛色基因不同,這種性聯橘色基因在其他哺乳動物中找不到同源基因。

研究主持人克里斯多福·凱林博士指出:「多數具有黃色或橘色色素的物種,其突變通常只發生在兩個特定基因上,但這兩個基因都與性別無關。」家貓卻是特例,橘色毛色與X染色體密切相關。

研究團隊發現,公貓只要帶有一個橘色基因就會全身橘毛,但母貓需要兩個X染色體都帶有該基因才會全橘——這種情況較為罕見。帶有一個橘色基因的母貓會呈現玳瑁色(黑橘相間)或三花(黑橘白相間)的特殊斑紋,這是由於母貓細胞中隨機X染色體去活化造成的「馬賽克效應」。

凱林博士團隊透過最新基因定序技術,比對大量貓咪DNA樣本後,從51個候選變異中鎖定關鍵突變——一段5kb的基因缺失,會導致Arhgap36基因在黑色素細胞中異常表現。令人驚訝的是,這個在哺乳動物中高度保守的基因原本與神經內分泌系統相關,過度表現可能導致腫瘤,卻從未被發現與毛色有關。

「Arhgap36在小鼠、人類和非橘貓的色素細胞中都不表現,」凱林博士解釋,「橘貓的突變讓這個基因在原本不該表現的細胞型別中『開機』了。」這種異常表現會抑制控制毛色的分子路徑,但與其他橘色哺乳動物不同,家貓的突變作用在該路徑的後期階段。

這項刊登於《當代生物學》的重要發現,不僅解開橘貓遺傳之謎,更為哺乳動物毛色演化提供新見解。研究團隊特別感謝各地動物診所提供的貓咪DNA樣本,讓這項跨領域研究得以實現。