跳到主要内容

猫身上的条纹是怎么来的?

有绿色眼睛的灰色条纹猫坐在沙发上
(图片信用:Getty / Victor Dyomin)

想知道你最喜欢的毛茸茸的猫咪是怎么长出条纹的吗?一项针对家猫的新研究揭示了是哪些基因赋予了猫科动物独特的皮毛图案,并暗示同样的基因可能赋予野猫,例如老虎猎豹,它们特有的皮毛。

阿拉巴马州亨茨维尔哈德森阿尔法生物技术研究所(HudsonAlpha Institute for Biotechnology)的遗传学家、资深作者格雷戈里·巴斯(Gregory Barsh)博士在一封电子邮件中告诉《生活科学》(Live Science),猫身上的条纹是如何形成的,是生命科学领域数十年来的一个谜澳门金沙国际在线开户。澳门金沙官方游戏大约70年前,科学家们开始研究生物为什么和如何产生周期性图案,比如斑马身上的条纹或毛虫身上湿漉漉的部分。

在一些动物中,像斑马鱼一样,由于不同类型的细胞的布置,这些图案出现。“但在哺乳动物中,皮肤整个身体的毛细胞都是一样的,颜色模式的产生是因为遗传“之间的活动,介于深色条纹和细胞下面的细胞底层,”Barsh说。所以猫的问题是如何以及各种基因在其细胞中接通的方式以及当这些基因如何影响动物时如何以及当这些基因如何影响动物的问题“发展。简而言之,这很复杂。

相关:遗传学:10个诱人的故事

但现在,在一项新的研究中,星期二(9月7日)在期刊上发布自然通讯,Barsh和他的同事们确定了几个与猫的外套模式一起工作的基因。

一种名为跨膜氨肽酶Q (Taqpep)的基因,他们之前在2012年发表在《科学》杂志上的一项研究中已经识别出来科学.携带一种Taqpep基因的猫最终会被装饰成深色的窄条纹,而携带一种Taqpep基因的猫则会长出“巨大的”深色皮毛;“螺纹”版本的基因在野猫中最常见。

为了调查猫的外套上的额外基因可能塑造各种基因,球队开始从野生猫的诊所收集废弃的组织;一些切除的猫子宫含有非活的胚胎,研究人员在实验室中审查。

他们注意到,在28到30天大的时候,猫胚胎会发育出“厚”和“薄”皮肤区域;在发育的后期阶段,厚薄的皮肤会产生毛囊,毛囊会产生不同类型的黑色素——深色皮毛的真黑色素,浅色皮毛的伪黑色素。

值得注意的是,在形成毛囊和实际上不制作任何颜料的细胞内,在开发中发生造成颜色模式的发育机制,并在实际制造任何颜料,而是有助于毛囊结构,“BARSH说。澳门金莎官方游戏发现这种模式,该团队检查了哪些基因的活跃导致厚皮肤的发育,看看特定基因是否指示了图案的形成。澳门金莎官方游戏

研究小组发现,在20天大的胚胎中,一些与细胞生长和发育有关的基因后来突然在皮肤中启动,注定会增厚并产生产生深色皮毛的毛囊。据了解,这些基因参与了“Wnt信号通路”,这是一种驱动细胞生长和发育成特定细胞类型的分子链式反应,其中一种名为Dkk4的基因特别活跃。

相关:科学解释狗和猫的20种奇怪行为

作者发现,当涉及到猫毛皮,何时涉及到猫毛皮,何时涉及到猫毛皮,似乎决定了一系列毛皮是否最终确定了毛皮的斑点。在黑暗的补丁中,DKK4和WNT平衡相互平衡,但在轻质贴片中,DKK4击败了WNT。

这一发现支持了计算机先驱的理论阿兰·图灵在20世纪50年代,科学杂志报道.提出,当“活化剂”分子促进“抑制剂”分子的产生增加时,动物的周期性模式,如条纹,如条纹,以及在同一组织中混合的那两个分子混合;在这种情况下,WNT将是活化剂和DKK4抑制剂。在图灵的假设之后,Barsh的团队认为DKK4比WNT信号传播更快地通过组织传播,并且这种不均匀的分布在猫中产生周期性的光和黑暗。

更重要的是,猫的Taqpep基因型——意味着它携带的是“条纹”还是“螺旋”版本的基因——也决定了Dkk4基因可以被激活的位置,Barsh说。“但我们不知道这是如何发生的,”他补充说。Taqpep编码一种蛋白酶,这种酶可以分解其他蛋白质,但目前,该团队还不知道这种酶是否会直接或间接影响Dkk4的活性。

作为胚胎分析的后续分析,团队从称为99年生活收集的数据库中检查了猫基因组序列。他们发现阿比西尼亚和新加坡品种,没有条纹或斑点,而是具有均匀的外观,携带禁用基因的DKK4的突变版本。澳门金莎官方游戏在未来的工作中,团队希望看到类似的突变在野生猫中是否播出。

先前的研究表明,对于猎豹(Acinonyx jubatus“至少,猫的TaqPEP基因型影响其斑点的外观,并且作者指出,DKK4也可能为DKK4。然后有赛服务(猫属薮猫),一种非洲野猫,通常有醒目的黑色斑点,但偶尔也长出一层紧密排列的小斑点。Dkk4突变可以解释这种变异吗?

“到目前为止,我们的观察只针对家猫,”Barsh说。“很有可能,在家猫身上研究的分子和机制适用于所有30多种野猫,但我们需要对野猫进行更多的研究脱氧核糖核酸要确定。“

除了野猫之外,团队希望研究同样的机制是否也在遥远相关的哺乳动物中游戏,如斑马长颈鹿

最初发表在Live Science上。澳门金沙官方游戏

尼可莱塔Lanese

Nicoletta Lanese是livescience的特约撰稿人,报道健康澳门金沙官方游戏和医学,以及生物、动物、环境和气候故事。她拥有佛罗里达大学的神经科学和舞蹈学位,以及加州大学圣克鲁兹分校的科学传播研究生证书。她的研究发表在《科学家杂志》、《科学新闻》、《圣何塞水星新闻》和《Mongabay》等媒体上。澳门金莎官网娱乐场