โดย Nicoletta Lanese บาคาร่า เผยแพร่เมื่อ กันยายน 09, 2021Striped grey cat with green eyes sitting on a sofaเคยสงสัยไหมว่าแมวขนยาวตัวโปรดของคุณมีลายเส้นอย่างไร? การศึกษาใหม่ของแมวบ้านได้เปิดเผยว่ายีนใดที่ให้รูปแบบขนที่โดดเด่นแก่แมวและคําแนะนําว่าพันธุศาสตร์เดียวกันอาจให้แมวป่าเช่นเสือและเสือชีตาห์เสื้อโค้ทลักษณะของพวกเขา วิธีที่แมวได้รับลายเส้นของพวกเขาเป็นความลึกลับอายุหลายสิบปีในวิทยาศาสตร์ชีวภาพผู้เขียนอาวุโสดร. Gregory Barsh นักพันธุศาสตร์ที่สถาบันเทคโนโลยีชีวภาพ HudsonAlpha ในฮันต์สวิลล์รัฐแอละแบมาบอกกับ Live Science ในอีเมล ประมาณ 70 ปีที่ผ่านมานักวิทยาศาสตร์เริ่มพัฒนาทฤษฎีว่าทําไมและสิ่งมีชีวิตมาแบกรับรูปแบบเป็นระยะเช่น
ลายบนม้าลายหรือส่วนปลาหมึกของร่างกายหนอนผีเสื้อ
ในสัตว์บางชนิดเช่นปลาม้าลายรูปแบบเหล่านี้เกิดขึ้นเนื่องจากการจัดเรียงของเซลล์ประเภทต่างๆ “แต่ในสัตว์เลี้ยงลูกด้วยนมเซลล์ผิวหนังและเส้นผมจะเหมือนกันทั่วทั้งร่างกายและรูปแบบสีเกิดขึ้นเนื่องจากความแตกต่างในกิจกรรมทางพันธุกรรมระหว่างเซลล์ที่อยู่ภายใต้แถบสีเข้มและเซลล์ที่อยู่ภายใต้แถบแสง” Barsh กล่าว ดังนั้นคําถามที่ว่าแมวได้รับลายเส้นของพวกเขาลงมาว่ายีนต่าง ๆ เปิดในเซลล์ของพวกเขาอย่างไรและเมื่อใดและยีนเหล่านั้นมีอิทธิพลต่อการพัฒนาของสัตว์อย่างไร ในระยะสั้นมันซับซ้อนแต่ตอนนี้ในการศึกษาใหม่ตีพิมพ์วันอังคาร (7 กันยายน) ในวารสาร การสื่อสารธรรมชาติ (เปิดในแท็บใหม่)บาร์ชและเพื่อนร่วมงานของเขาระบุยีนหลายตัวที่ทํางานร่วมกันเพื่อให้แมวมีรูปแบบขนของพวกเขา
ยีนหนึ่งที่เรียกว่า Transmembrane aminopeptidase Q (Taqpep) พวกเขาได้ระบุก่อนหน้านี้ในการศึกษาที่ตีพิมพ์ในปี 2012 ในวารสารวิทยาศาสตร์ แมวที่มียีน Taqpep รุ่นหนึ่งจบลงด้วยลายเส้นที่มืดและแคบในขณะที่แมวที่มียีนรุ่นกลายพันธุ์มี “โสเภณีขนาดใหญ่” ของขนสีเข้ม ยีนรุ่น “โสเภณี” นั้นพบได้บ่อยที่สุดในแมวดุร้าย
เพื่อตรวจสอบว่ายีนเพิ่มเติมใดที่อาจกําหนดเครื่องหมายที่หลากหลายบนเสื้อโค้ทของแมวทีมเริ่มรวบรวมเนื้อเยื่อที่ถูกทิ้งจากคลินิกที่แมวดุร้าย มดลูกแมวที่ฟื้นตัวบางส่วนมีตัวอ่อนที่ไม่สามารถทํางานได้ซึ่งนักวิจัยตรวจสอบในห้องปฏิบัติการ
พวกเขาสังเกตเห็นว่าเมื่ออายุประมาณ 28 ถึง 30 วันตัวอ่อนแมวจะพัฒนาบริเวณที่ผิว “หนา” และ “บาง” ในระยะต่อมาของการพัฒนาผิวหนาและบางก่อให้เกิดรูขุมขนที่ผลิตเมลานินชนิดต่าง ๆ – ยูเมลานินสําหรับขนสีเข้มและฟีโอเมลานินสําหรับขนอ่อน
อย่างน่าทึ่ง”กลไกการพัฒนาที่รับผิดชอบต่อรูปแบบสีเกิดขึ้นในช่วงต้นของการพัฒนาก่อนที่รูขุมขนจะเกิดขึ้นและภายในเซลล์ที่ไม่ได้ทําเม็ดสีใด ๆ แต่นําไปสู่โครงสร้างรูขุมขนแทน” Barsh กล่าว เมื่อเห็นรูปแบบนี้ทีมตรวจสอบว่ายีนใดที่นําไปสู่การพัฒนาของผิวหนาเพื่อดูว่ายีนเฉพาะกํากับการก่อตัวของรูปแบบหรือไม่
ทีมพบว่าในตัวอ่อนอายุ 20 วันยีนหลายตัวที่เกี่ยวข้องกับการเจริญเติบโตของเซลล์และการพัฒนาก็เปิดขึ้นในผิวหนังต่อมาถูกกําหนดให้หนาขึ้นและก่อให้เกิดรูขุมขนสีเข้ม ยีนเหล่านี้เป็นที่รู้จักกันว่ามีส่วนร่วมใน “เส้นทางการส่งสัญญาณ Wnt” ปฏิกิริยาลูกโซ่โมเลกุลที่ผลักดันเซลล์ให้เติบโตและพัฒนาเป็นเซลล์ประเภทเฉพาะและยีนหนึ่งตัวโดยเฉพาะที่เรียกว่า Dkk4 โดดเด่นเป็นพิเศษ
ที่เกี่ยวข้อง: 20 พฤติกรรมสุนัขและแมวแปลก ๆ ที่อธิบายโดยวิทยาศาสตร์
รหัส Dkk4 สําหรับโปรตีนที่ลดสัญญาณ Wnt และเมื่อพูดถึงขนแมวการชักเย่อระหว่าง Dkk4 และ Wnt ดูเหมือนจะกําหนดว่าขนแพทช์จะจบลงด้วยความมืดหรือแสงผู้เขียนพบ ในแพทช์มืด Dkk4 และ Wnt สมดุลซึ่งกันและกัน แต่ในแพทช์แสง Dkk4 ชนะออก Wnt
การค้นพบนี้สนับสนุนทฤษฎีที่ว่าผู้บุกเบิกคอมพิวเตอร์ Alan Turing พัฒนาขึ้นในปี 1950 นิตยสารวิทยาศาสตร์รายงาน ทัวริงเสนอว่ารูปแบบเป็นระยะของสัตว์เช่นลายเส้นพืชผลเมื่อโมเลกุล “ตัวกระตุ้น” ช่วยเพิ่มการผลิตโมเลกุล “ยับยั้ง” และโมเลกุลทั้งสองนี้ปะปนกันในเนื้อเยื่อเดียวกัน ในกรณีนี้ Wnt จะเป็นตัวกระตุ้นและ Dkk4 ตัวยับยั้ง หลังจากสมมติฐานของทัวริงทีมของ Barsh คิดว่า Dkk4 แพร่กระจายผ่านเนื้อเยื่อได้เร็วกว่าการเดินทางส่งสัญญาณ Wnt และการกระจายที่ไม่สม่ําเสมอนี้สร้างแพทช์เป็นระยะของแสงและความมืดในแมว ยิ่งไปกว่านั้นจีโนไทป์ Taqpep ของแมว – หมายความว่ามันมียีนรุ่น “ลาย” หรือ “โสเภณี” – ยังกําหนดว่ายีน Dkk4 สามารถเปิดใช้งานได้ที่ไหน Barsh กล่าวว่า “แต่เราไม่รู้ว่ามันเกิดขึ้นได้อย่างไร” รหัส Taqpep สําหรับโปรตีเอสซึ่งเป็นเอนไซม์ที่สลายโปรตีนอื่น ๆ แต่ตอนนี้ทีมไม่ทราบว่าเอนไซม์นี้มีผลต่อกิจกรรม Dkk4 ทั้งทางตรงและทางอ้อมหรือไม่
เพื่อติดตามผลการวิเคราะห์ตัวอ่อนทีมงานได้ตรวจสอบลําดับจีโนมแมวจากฐานข้อมูลที่เรียกว่าคอลเลกชัน 99 Lives พวกเขาพบว่าสายพันธุ์ Abyssinian และ Singapura ซึ่งไม่มีลายเส้นหรือจุดและมีลักษณะสม่ําเสมอพก Dkk4 รุ่นกลายพันธุ์ที่ปิดการใช้งานยีน ในการทํางานในอนาคตทีมงานต้องการดูว่าการกลายพันธุ์ที่คล้ายกันเกิดขึ้นในแมวป่าหรือไม่ บาคาร่า
