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黑白花斑貓的遺傳之謎

為何黑白貓身上會有兩種毛色呢?科學家發現,這樣的花斑是動物在子宮內發育時,色素細胞的分裂變慢所造成的。

黑白花斑在一些馬身上也可看見。正常來說,色素細胞該從背部擴散到全身包括肚子。在花斑的哺乳動物身上,色素細胞不足以覆蓋全身,所以留下大片白色的毛髮,一般上肚子和額頭會是白色的

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黑白花斑貓。圖/wikipedia

英國牛津大學、巴斯大學、愛丁堡大學的科學家,利用了數學模型結合動物實驗來解釋花斑的形成。過去認為那些黑白的花斑是因為色素細胞的移動太慢了,是因為一種稱作 KIT 的基因突變所導致的。KIT 基因編碼了受體酪氨酸激酶(Receptor Tyrosine Kinase),是一種膜蛋白受體,膜外部分功能為受體,膜內部分為酪氨酸激酶 ,可將目標蛋白的酪胺酸(Tyr)部分磷酸化,藉此傳遞訊號,在細胞生長、增殖、分化中具有重要作用。

可是他們發現,原來 KIT 的突變減緩的是細胞分裂速率,而非移動速率。因為細胞分裂變慢,最終沒有足夠的色素細胞覆蓋全身,所以形成黑白花斑。這個發現發表在《自然通訊》(Nature Communications)。

除了 KIT 基因,也有其他基因影響花斑的紋路,都可利用數學模型來研究。雖然花斑不會造成疾病,可是更嚴重的突變會造成腸道神經病變(Neurocristopathy)而導致聽力、視覺、消化道和心血管的病變,是神經脊細胞分裂的異常造成的。所以他們的研究方法也可能能夠應用在其他相關疾病的研究上。

原學術論文:

  • Richard L. Mort, Robert J. H. Ross, Kirsten J. Hainey, Olivia J. Harrison, Margaret A. Keighren, Gabriel Landini, Ruth E. Baker, Kevin J. Painter, Ian J. Jackson, Christian A. Yates. Reconciling diverse mammalian pigmentation patterns with a fundamental mathematical model.Nature Communications, 2016; 7: 10288 DOI: 10.1038/NCOMMS10288

參考資料:

  1.  Christian Yates/The Conversation. WHY SOME CATS LOOK LIKE THEY ARE WEARING TUXEDOS. Popular Science. January 7, 2016.
  2.  University of Bath. “How two-tone cats get their patches comes to light in cell study." ScienceDaily, 6 January 2016.
  3. JACK HARDY , JASPER HAMILL. Scientists crack the mystery of how cats get their cute coloured coats.Mirror. 6 JAN 2016.

本文原出自臺灣大學科學教育發展中心其他單位需經同意始可轉載。

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關於作者

Gene Ng

來自馬來西亞,畢業於台灣國立清華大學生命科學系學士暨碩士班,以及美國加州大學戴維斯分校(University of California at Davis)遺傳學博士班,從事果蠅演化遺傳學研究。曾於台灣中央研究院生物多樣性研究中心擔任博士後研究員,現任教於國立清華大學分子與細胞生物學研究所,從事鳥類的演化遺傳學、基因體學及演化發育生物學研究。過去曾長期擔任中文科學新聞網站「科景」(Sciscape.org)總編輯,現任台大科教中心CASE特約寫手Readmoo部落格【GENE思書軒】關鍵評論網專欄作家;個人部落格:The Sky of Gene;臉書粉絲頁:GENE思書齋