橘貓毛色基因終於揭曉 美團發現獨特性聯突變
家貓身上常見的橘色（黃紅色）毛色向來是生物學的一大謎團，尤其這種顏色主要見於公貓，而母貓若出現橘色，則常以玳瑁或三花斑點形式呈現。最新發表於《Current Biology》的研究，終於揭開家貓「性聯橘毛」的遺傳密碼，並確認此現象在其他哺乳動物中極為罕見。
史丹佛大學醫學院團隊發現，這項性聯橘色突變（sex-linked orange）位於X染色體上的 Arhgap36 基因，是一段長達5千鹼基對的小型缺失。這個變異會導致 Arhgap36 基因在黑色素細胞（pigment cells）出現異位表現，即在該細胞類型中「誤開機」，進而影響已知的毛色調控分子路徑，讓黑色素細胞偏向生成橘色素。相較於大多數哺乳類動物，控制橘色或黃色毛髮的基因通常不會與性別連結，且橘毛突變多半發生在路徑較早的分子階段。家貓的這種變異屬於路徑後段的特殊機制，在遺傳學上極為罕見。
5kb缺失只存在於橘貓
B. 研究團隊在 X 染色體 9.7 Mb 範圍內，針對橘色與非橘色母貓比對基因型，發現橘色貓獨有的 5 kb 缺失，正好位於 Arhgap36 基因旁，並只在橘色貓黑色素細胞中表現。
C. 進一步比對人類基因組，對應區域具高度保守性，並涵蓋多個調控元件。這些發現證實 Arhgap36 5 kb 缺失是家貓橘色毛色形成的關鍵遺傳變異。（圖／《Current Biology》）
研究人員運用近年發展成熟的貓基因組資源，先鎖定與橘色毛公貓共通的X染色體變異，經排除與非橘毛貓共有者後，發現這段5kb缺失是唯一只存在於橘毛貓的特殊變異。此突變會導致 Arhgap36 在黑色素細胞的表現顯著上升，而這種異位表現恰恰是橘色毛色產生的主因。相較下，該基因在其他哺乳類（如小鼠、人類）和非橘毛貓的黑色素細胞中，完全不會啟動。
有趣的是，母貓必須同時攜帶兩條X染色體的橘色突變才會成為全身橘色，而一旦只帶一條，隨機X染色體失活現象會造成「馬賽克」色斑（玳瑁、三花）。此機制早於百年前即被觀察，但直到現今才解開其分子根源。
本研究不僅揭示家貓毛色遺傳的特殊機制，也補足了哺乳動物毛色演化的關鍵拼圖。研究發表於最新一期的《Current Biology》。
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首圖來源： credit: Kaelin (CC BY 4.0)
圖片來源：Current Biology(CC BY 4.0)
參考論文：
1、Molecular and genetic characterization of sex-linked orange coat color in the domestic catCurrent Biology
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1、科學家發現讓貓變橘的基因
