解開橘貓之謎:史丹佛大學揭露毛色背後的基因秘密
- Paul
- 6月20日
- 讀畢需時 3 分鐘
橘貓常被認為有種獨特的魅力,不論是外表親切還是性格討喜,都讓人印象深刻。如今,這份魅力背後的真正成因終於被科學家揭曉。來自史丹佛大學醫學院的研究團隊發現,貓咪身上那片亮眼橘毛的關鍵,源自於一段從未在其他哺乳動物中發現的基因突變。
這項突破性的發現不僅揭示了家貓毛色的演化過程,也提供了對基因調控與細胞特異性表現的新理解,未來甚至可能應用於人類的色素與皮膚疾病研究。
一、獨特的性聯遺傳機制
橘色毛色在動物界並不稀奇,老虎、黃金獵犬、甚至紅髮人類都有類似的色素,但只有家貓的橘毛與性別有直接關聯。在長期觀察中,雄性橘貓遠比雌性常見,這讓科學家推測:造成毛色差異的基因,很可能位於 X 染色體上。
研究指出,雄性貓咪(XY)只要那一條 X 染色體上帶有突變,就會呈現全身橘色。而雌性貓咪(XX)則需同時擁有兩條突變的 X,才會是純橘色;若只有一條帶突變,另一條正常,則會形成玳瑁或三花圖樣,結果是形成了一種色素細胞馬賽克,有些表現出與性別有關的橙色,而有些則不表現出來。
二、發現基因突變的過程
研究團隊運用現有貓基因資料庫,搭配收集自絕育診所的 DNA 樣本,進行比對分析。他們首先在雄貓的 X 染色體中鎖定了 51 個候選突變。經進一步比對非橘色貓咪的樣本,成功排除其中 48 個,最終聚焦於一段約 5,000 個鹼基對長的小型缺失區域。
這段缺失發生在 ARHGAP36 基因的附近,雖然並不位於直接編碼區,但研究推測它應為一個重要的調控元件。令人意外的是,這段缺失導致 ARHGAP36 在貓咪的色素細胞中異常地被啟動。
三、為什麼橘色會出現
ARHGAP36 基因原本並不在皮膚或毛髮相關的細胞中表現,它主要與神經與內分泌有關。而在橘貓體內,這段突變造成該基因在黑色素細胞(melanocytes)中被誤開啟,進而抑制了正常生成黑色素的途徑。
結果就是:黑色素生成減少,取而代之的是「紅黃色素」(pheomelanin)的產生,這正是造成橘色毛皮的色素。這種錯誤表現導致的毛色變化,對哺乳動物來說極為罕見,也揭示了基因調控變異如何形成明顯的外觀特徵。
四、橘貓的歷史足跡
研究也證實,目前所有的橘貓幾乎都帶有同一段基因缺失,顯示這個突變很可能源自一次單一事件。估計該突變大約出現在 900 年前,並在家貓的馴化過程中流傳下來。科學家補充,從 12 世紀的畫作中已可見到玳瑁與橘貓的蹤影,間接佐證這段歷史。
五、除了毛色還會影響其他部位嗎
研究者好奇這段突變是否也會影響貓咪的其他器官。他們針對腎臟、心臟、大腦與腎上腺等組織進行檢測,並未發現 ARHGAP36 在非色素細胞中的異常表現。這表示這段突變目前看來僅在毛髮色素細胞中發揮作用。
不過團隊也坦言,不排除它在某些未被檢測的組織中存在微弱影響,例如性格或行為。有趣的是,橘貓「愛撒嬌、愛說話」的印象可能與其為雄性為主有關,而非與這段突變直接相關。
六、跨國團隊合作成果
這項研究是由史丹佛大學主導,並與美國布朗大學、奧本大學、Frederick 國家癌症研究中心合作完成。經費來源包括美國國立衛生研究院(NIH)與 HudsonAlpha 生物科技研究機構。研究成果發表於《Current Biology》。
總結:一段改變世界毛色的基因
這段只有 5,000 個鹼基對的小缺失,不僅讓全世界的橘貓擁有與眾不同的魅力,也展示了基因調控如何影響物種的外觀演化。這不只是貓咪世界的趣聞,更是基因學與演化生物學的重要典範。未來或許還能以此為基礎,探索人類與其他動物色素表現的秘密。
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