オレンジ色の猫はほとんどがオスで、三毛猫はメスですか？科学者が主な理由を発見 →

編纂者：Gong Zixin

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聞く必要はありません

尻尾を見ないでください。

雄猫だと簡単に推測できるだろう

それは正しい

オレンジ色の猫のほとんどはオスです

それは猫の遺伝子の奇妙な性質だ

これは、ほとんどすべての

三毛猫も三毛猫もメスです

猫の性差に興味があったり、単に猫を愛するあまり、科学者たちは60年以上もの間、オレンジ色の毛皮や三毛猫や三毛猫に見られる印象的な色のパッチワークの原因となる遺伝子を探し求めてきたが、成果は得られなかった。現在、2つの独立した研究チームが待望の突然変異を発見し、毛の色に影響を与える動物ではこれまで見られなかったタンパク質を発見した。

「私はこれが遺伝子であると確信しており、とても嬉しく思っています」と、どちらの研究にも関わっていないブリティッシュコロンビア大学の遺伝学者キャロリン・ブラウン氏は語った。 「私はずっとこの質問の答えを知りたいと思っていました。」

科学者たちは長い間、三毛猫や三毛猫に魅了されてきました。これらの猫は黒猫やオレンジ猫の子孫であり、ほとんどがメスであることから、毛皮をオレンジ色または黒色にする遺伝子変異がX染色体上にあることが示唆されています。黒猫とオレンジ猫のオスの子は、片方の親からX染色体を1つだけ受け継ぐため、通常は単色になります。たとえば、ガーフィールドの母親がオレンジ色なのは、ガーフィールドが母親から唯一の X 染色体を受け継いだためだと推測できます。

しかし、メスの猫は両親からそれぞれ1つのX染色体を受け継ぎます。細胞は通常、両方を必要としないので、胚発生中に各細胞は遺伝子を発現するために 1 つの X をランダムに選択します。もう一方の染色体は丸まってほとんど動かないボール状になります。これはX 染色体不活性化と呼ばれる現象です。その結果、三毛猫は皮膚のどの染色体が不活性化されているかに応じて、黒とオレンジの毛の色合いが異なります。三毛猫の場合、特定の細胞での色素生成を阻害する、第二の無関係な遺伝的メカニズムを持っているため、毛並みが白くなります。

散歩中に三毛猫に遭遇し、ちょっと興奮しました

人間を含むほとんどの哺乳類では、赤毛は細胞表面タンパク質 Mc1r の変異によって引き起こされ、皮膚や髪にメラノサイト（暗い色素を生成する細胞か、より明るい赤黄色の色素を生成する細胞）が生成されるかを決定します。 Mc1r の活性を低下させる変異により、メラノサイトが「動けなくなり」、明るい色素を生成できなくなる可能性があります。

しかし、Mc1rをコードする遺伝子は、猫がオレンジ色の毛皮を得る理由を説明していないようだ。これは猫や他の種のX染色体上には存在せず、オレンジ色の猫のほとんどにはMc1r変異はありません。 「これは遺伝学上の謎であり、パズルだ」とスタンフォード大学の遺伝学者グレッグ・バーシュ氏は言う。

この疑問を解決するために、バーシュ氏のチームは避妊去勢クリニックでオレンジ色の胎児4匹とオレンジ色でない胎児4匹の猫から皮膚サンプルを採取した。個々の皮膚細胞がどのように遺伝子を発現するかを調べるために、研究者らは各メラノサイトが生成するRNAの量を測定し、それがコードする遺伝子を特定した。研究チームは、オレンジ色の猫のメラノサイトが、X染色体にあるArhgap36という遺伝子から、通常の猫よりも13倍多くのRNAを生成することを発見し、これが猫のオレンジ色の鍵であると考えられるようになった。

しかし、研究者らがオレンジ色の猫のArhgap36遺伝子配列を調べたところ、Arhgap36タンパク質をコードするDNAに変異は見つからなかった。代わりに、オレンジ色の猫は、タンパク質のアミノ酸組成には影響しないが、細胞によって生成されるアミノ酸の量の調節に関与している可能性のある近くのDNA領域を欠いていることがわかった。その後、バーシュ氏のチームは188匹の猫のゲノムのデータベースをスキャンし、オレンジ、三毛、三毛猫のすべてにまったく同じ突然変異があることを発見した。研究チームは、プレプリントbioRxivで研究結果を報告している。

先月bioRxivに発表された別の研究でもこれらの発見が確認された。九州大学の発生生物学者佐々木宏之氏とその同僚は同様の実験を行い、日本の野生猫と飼い猫24匹、そして世界中から集められた猫258匹のゲノムに同じ遺伝子欠失を発見した。また、三毛猫の皮膚のオレンジ色の部分には、茶色や黒色の部分よりも多くの Arghap36 RNA が含まれていることも発見されました。さらに、マウス、ネコ、ヒトのArhgap36遺伝子は、メスの2つのX染色体のうちの1つで遺伝子発現を阻害する化学修飾を受けたと研究チームは記録しており、この遺伝子がX染色体の不活性化の影響を受けることを示している。

バーシュ氏とササキ氏のそれぞれのチームは同じ変異を発見し、さらに両グループは、メラノサイト内のArhgap36の量を増やすと、MC1rが活性化しているかどうかに関係なく、細胞が淡い赤色の色素を生成する分子経路が活性化されることを発見した。

Arhgap36が皮膚や髪の色に影響を及ぼす可能性があることはこれまで誰も知らなかった。Arhgap36は胚発生の非常に多くの側面に関与しており、全身の機能に影響を及ぼす大きな変異は動物の死につながる可能性が高いとバーシュ氏は述べた。しかし、欠失変異はメラノサイト内のArhgap36機能にのみ影響を与えると思われるため、この変異を持つ猫は健康であるだけでなく、かわいらしいものでもある。

ブラウン氏は、三毛猫や三毛猫における Arhgap36 の不活性化パターンは X 染色体上の遺伝子に典型的だが、珍しいことに、欠失変異によって遺伝子の活性が低下するのではなく、むしろ高まると指摘した。 「猫には何か特別なものがあるのか​​もしれない。」

専門家たちは両方の研究に興奮している。ミズーリ大学のネコ科遺伝学者レスリー・ライオンズ氏は、毛色に関する新たな分子経路の発見は予想外だったが、単独の遺伝子は存在しないため、相互作用の複雑さには驚かないと語る。

ライオンズ氏は、この突然変異がいつ、どこで最初に発生したのかを知りたいと考えていた。エジプトの猫のミイラの中にはオレンジ色だったものもあったという証拠があるという。猫の色に関する研究では、環境が遺伝子発現にどのような影響を与えるかなど、さまざまな現象が明らかになっています。 「遺伝学についてあなたが知っていることはすべて、あなたの周りの猫から学べるかもしれません。」この発見は、猫の遺伝子研究にとって非常に重要であるだけでなく、他の種の毛色の遺伝的メカニズムの理解にも貢献する可能性があります。

原作者: サラ・リアドン

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