金毛为什么是白色的?
很多人应该好奇,为啥金毛有金色,银色和白色三种颜色。 这个问题问对了人,本人喜欢小金,也研究过小金(主要是指黄色)。 在讨论之前先简单介绍一下颜色基因在狗狗基因组中的位置。 金毛属于中大型犬,标准型成年公犬身高约61-62厘米,母犬58-59厘米;巨型成年公犬身约73-74厘米,母犬69-70厘米。 狗狗的毛色由位于皮肤表面的毛囊决定,而不同部位的毛发颜色是由分布在表皮层和真皮层的黑色素细胞产生的。
黑色素细胞的基因在DNA序列上是连续的,因此不同部位的毛发的颜色是由同一个基因决定的,这个基因就是Melanocortin 1 Receptor(MC1R)。 MC1R基因编码的蛋白是一种介导黑色激素信号的膜蛋白受体,它接受来源于脑和肾上腺的黑素细胞分泌的黑色素类激素如去甲肾上腺素、5-羟色胺和肾上腺素的刺激。这些色素类激素通过激活MC1R蛋白上的G蛋白偶联受体激酶,进而激活体内酪氨酸激酶,使细胞内产生大量第二信使cAMP,最终使得色素沉着到皮肤基底层的角质形成细胞中[1]。 除了MC1R基因外,影响狗狗毛色的另一个重要基因是KIT基因。 KIT基因编码的蛋白是酪氨酸蛋白激酶,可以激活含有丝氨酸/苏氨酸蛋白激酶活性的蛋白,从而调控黑素细胞的分裂、迁移或抑制其凋亡。有研究显示[2], KIT基因缺失导致的白化病在犬科动物中普遍存在,说明KIT基因在犬毛色遗传中起着至关重要的作用。
接下来简单介绍金毛三种颜色的遗传学基础。 根据目前已经发布的金毛MC1R基因测序数据[3],显示金毛毛色可以划分为3种基因型:MC1R*a、MC1R*b 和MC1R*c。其中MC1R*a又分为MC1Ra1和MC1Ra2两个亚型,MC1R*b分为MC1Rb1和MC1Rb2两个亚型,MC1R*c为MC1Rc1一个亚型。根据基因型和等位基因的频率,可以将金毛划分为6个颜色组,分别是6个显性类型和一个隐性类型。其中显性类型又可分为4个杂合颜色组和2个纯合颜色组。 金毛四种不同的MC1R基因型以及它们的基因频率在不同的种族人群中分布有所不同,但是在同一人群中所占比例大致相同,表明这四种基因型的金毛对人类肤色没有明显影响,对黑素细胞的功能也没有显著的影响。 那有人会问了,既然MC1R基因不影响人类皮肤的颜色,为什么人类皮肤接触染发剂后会出现染色现象呢?原来啊,人体表皮的棘细胞层和粒细胞层中存在着两种特异性酪氨酸蛋白激酶,即JAK2和SYK,两者都可以被含苯二胺结构的着色剂直接激活。当含有苯二胺结构的发色剂接触到皮肤后,皮肤中的黑素细胞会合成并释放酪氨酸,然后通过SYK或者JAK2使酪氨酸蛋白激酶激活,继而引发一系列氨基酸序列改变,最终导致黑色素合成增加,皮肤呈现染色状态。 有学者对使用染发剂导致皮肤染色进行了研究,发现用含有苯二胺结构发色剂的染发剂涂抹于裸鼠背部时,皮肤表面及真皮乳头内的黑色素含量都有明显的增加,而且黑色素在皮肤的沉淀过程迅速。