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實驗動物美髮廳(1)神奇調色師 - 毛色基因的奧妙

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

國家實驗動物中心 陳苾涵 專案技術員

「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、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

▲	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)▲ 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基因就大概超過50個,其中最常被提到的主要有ABCDE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 Ee,則毛色會轉由B基因控制,表現黑色(BB 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)▲ 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!