實驗動物美髮廳:神奇調色師 -毛色基因的奧妙

動知識

2024年8月27日 上午 9:41

生醫研究

體毛是哺乳動物獨有的特徵之一,其功用在於隔熱防寒,保護皮膚不受陽光、水氣、寄生蟲或微生物的傷害,在野外,還有一個很重要的功能,是做為保護色融入環境以混淆掠食者。不過,你知道毛色是如何決定的嗎?

「實驗小白鼠」不一定是白色的 !?
        遺傳學家克拉倫斯.庫克.利特爾(Clarence Cook Little, C. C. Little)就讀於哈佛大學時期,在小鼠毛色遺傳實驗中,選育出第一個近親品系實驗小鼠 DBA/2 (Dilute Brown non-Agouti),這史上第一隻實驗「小白鼠」,是依照牠的毛色來命名的,名字的本意是「淡褐色的小鼠」,以做為和野生深褐色小鼠的區隔。那麼一般人既定印象中的「小白鼠」又是那裡來的呢? 小白鼠其實是一種白化品系,是生物學家海爾賽.約瑟.巴格(Halsey J. Bagg)繁育而成,由於基因突變導致無法合成黑色素而先天缺乏體內色素,導致眼、毛髮與皮膚呈現白化的現象。因為這些白毛色、紅眼睛的實驗鼠是目前各種生醫研究中使用量最高的實驗動物,因此大眾便套用了「小白鼠=實驗鼠」的思維,實驗鼠本鼠也沒想到,這個稱呼甚至還變成搶先嘗試新鮮事物的代名詞。
        目前常見的實驗小鼠毛色其實佷多樣化,包括白色、淡褐色、黃色、棕色、黑灰色、淺灰色、野鼠色、黑色等不同顏色。隨著時間推進以及因應實驗需求,如今已有超過上千種品系的實驗小鼠,他們的毛色可以形成一套大地色系色卡了。

 ▲ 目前常見的實驗小鼠品系 BALB/c、D2、C3H、B6 等,各有不同毛色,所以實驗鼠其實並不等於「小白鼠」,牠們也有多變的毛色。(圖片/照片來源:國研院動物中心)

基因的神奇調色法
        現在越來越多人喜歡養毛孩子,不論是貓咪或是狗狗。臉書或是 Instagram 裡除了曬孩子,更多人會曬自己的毛孩,尤其是毛孩的毛孩。常常有人說米克斯是個驚喜包,因為牠們的孩子毛色多變到可能出現與狗媽媽完全不同的毛色,難道是狗爸爸已經綠光罩頂而不自知?且慢,可別鬧出家庭革命,其實這是因為控制毛色的基因有許多對,並非由單一一對基因控制。小鼠的毛色也是如此,目前已知能調控小鼠毛色的基因就大概超過50個,其中最常被提到的主要有A、B、C、D、E五個基因:

  1.  A:Agouti 野鼠色- 野鼠色的毛髮根部為黑色,前端為褐色,不過這個基因已被發現有多種變異,可決定超過15種以上的毛色,主要是黃色系。
  2.  B:Black 黑色- 顯性的黑毛色是指整根毛髮皆為黑色,這個基因若為隱性時;則整根呈現巧克力色,不像A毛色基因的毛髮會分段呈色。B基因也有多種變異,不過主要控制毛色變成黑色及巧克力色系。
  3. C:Albino 白化- 若為隱性則無法形成黑色素,毛髮會呈現白色。C毛色基因是個上位基因 (epistatic gene),不管其它的毛色基因是什麼基因型,只要C基因為白化,就會遮蓋其它基因表現,讓毛色變成白色。C基因也有多種變異,主要是白化程度的不同,控制毛色走向淺色系。
  4. D:Dilute 稀釋毛色- 不同的基因變異會改變黑色素形態,讓毛色變淺或呈現偏藍色的色系。
  5. E:Extension 延伸毛色- 主要和A基因搭配控制黑色素表現,決定的毛色主要也在黃色系列。

        上述這五個基因不但本身有多種變異可以變成不同毛色,不同基因排列組合更可以形成不同的基因型變化,再加上顯性、上位作用等的交互關係,所以我們看到的實驗小鼠毛色非常多樣,千變萬化。 


毛色基因控制,適用其它動物嗎?
        毛色基因控制,也適用其它動物喔! 不過控制毛色的主角可能會有些差異。以拉不拉多犬為例,牠們的毛色受到B基因和 E基因影響最大。因為表現黃色毛色的 ee 基因具有上位作用,會優先控制毛色,不論 B 基因型為何皆表現黃毛;但若在E基因之基因型為EE 或 Ee時,則毛色會轉由B基因控制,表現黑色(BB 或 Bb)或巧克力色(bb)。

        假設兩隻黑色拉不拉多基因型皆為 BbEe,則牠們的子代基因型如下圖:


 ▲ 由於基因的上位作用,兩隻黑色拉不拉多也可能生出黃色或巧克力色的毛小孩,這是基因的神奇調色法,不是綠光罩頂噢。(圖片/照片來源:國研院動物中心)

        因此,別急著下綠光的音樂,就算是兩隻黑色的拉不拉多犬,也是有可能生出黃色的小拉不拉多唷!兩個基因調控毛色就有這麼巧妙的調色原理在裏頭,實驗小鼠的毛色可是比拉不拉多的毛色更為複雜,不能只看毛色去判定子代的毛色。什麼,你說還有斑紋的毛色呢?那又是另外一群基因所控制的,這個繽紛多彩的世界還有更多的奧妙等著你去探索哦!


文章標籤

# 基因控制# 遺傳# 毛色