バリエーションの背後には何があるのでしょうか？研究者らは、犬の毛色と模様の遺伝的基盤について新たな洞察を獲得した。彼らはまた、神秘的な痕跡にも遭遇した。明るい色の毛皮を引き起こす遺伝子変異体は、明らかに約200万年前に、絶滅した代表的なイヌ科動物との交配によってオオカミとイヌの家系図に入ったらしい。
犬種の多様性は、大きさや形の違いに加えて、色のバリエーションによっても特徴づけられることが知られています。非常に明るい黄色や赤みがかった色調から、濃い茶色や黒までさまざまです。体のさまざまな部分には、多くの品種を特徴づける模様や色合いもあります。被毛の特徴におけるこの多様性の根底には、多くの遺伝的要因があることがすでに知られています。色のパターンの違いは、オオカミの家畜化中および家畜化後の突然変異と繁殖によって生じたと考えられています。しかし、毛皮の特徴がどのように発達し、遺伝的に制御されているかについては、まだ不明な点がいくつかあります。
基本的に、オオカミと犬の毛色は、黒色のユーメラニンと明るいフェオメラニンの 2 種類の色素に基づいており、白っぽい色から黄色がかった色、赤みがかった色調を作り出すことができます。異なる被毛の特徴は、これら 2 つの色素の生成を適切なタイミングで体の適切な部分で制御することによって生み出されます。国際研究チームは現在、このシステムにおいて重要であることがすでに知られている遺伝形質の研究に専念している。それは、いわゆるアグーチシグナル伝達タンパク質の生成を担う遺伝子である。
遺伝子制御が多様性をもたらす
このタンパク質は、黄色のフェオメラニン生成のシグナルとして機能します。アグーチシグナル伝達タンパク質が存在すると、皮膚の色素生成細胞が黄色がかったフェオメラニンを生成します。一方、アグーチシグナル伝達タンパク質が存在しない場合は、黒色のユーメラニンが形成されます。 「色の違いを引き起こす遺伝子変異は、多かれ少なかれアグーチシグナル伝達タンパク質の形成を確実にする、いわゆる調節変異である必要があることは明らかでした」とベルン大学の上級著者トッソ・リーブは説明する。これは、研究者らがアグーチ遺伝子の「スイッチ領域」、いわゆるプロモーターに焦点を当てたことを意味する。
研究者らの説明によると、この遺伝子には、特定のトリガー分子が結合する遺伝情報を読み取るための開始領域が 2 つあります。一方、イヌにはいわゆる腹側プロモーターがあり、アグーチシグナル伝達タンパク質が動物の腹部で確実に形成されるようにします。エリア。さらに、シグナル伝達タンパク質が毛髪成長の特定の段階でのみ生成されるようにする、毛周期に固有のスイッチ領域も備えています。これにより、髪に縞模様が生じ、特定の色の特徴が生じることがあります。研究の一環として、研究者らは今回、イヌにおけるこれら2つの遺伝子スイッチ領域を初めて正確に特徴づけた。
彼らは、2 つの異なる腹側プロモーターが存在することを示すことができました。 1 つの変異体では、アグーチ シグナル タンパク質が通常の量で確実に生成されます。もう 1 つの変種は活性が高すぎるため、生産量が増加し、その結果、色が明るくなります。毛周期特異的プロモーターについては、研究者らは、異なる活性を持つ 3 つの異なる変異体も発見しました。 2 つの個別のプロモーターにおけるこれらの遺伝子変異に基づいて、研究者らはイヌの異なる色の特徴に関連する 5 つの組み合わせを特定することができました。
「ネアンデルタール人のオオカミ」の痕跡
その後、彼らはオオカミの遺伝学を含めて調査を拡大しました。犬の祖先も、過剰に活動する腹側プロモーターと毛周期特異的プロモーターの2つの変異体を持っていたことが判明した。説明によれば、おそらくこれらの遺伝的特徴により、過去の寒い時期に雪の多い環境に適応してオオカミが明るい毛皮の色を持つことができたのだという。今日でも、このような明るい毛色は、極地やヒマラヤ山脈のオオカミに見られます。 「私たちは、白いオオカミと明るい色の犬が、アグーチ遺伝子の調節領域のほぼ同一の構成を持っていることを発見しました」と共著者であるスタンフォード大学のクリストファー・ケーリンは言う。
科学者らはまた、謎の痕跡にも遭遇した。遺伝子配列をイヌ科の他の種の遺伝子配列と比較すると、毛周期特異的プロモーターの過剰活性変異体の特定のルーツが示唆されている。「この変異体は少なくとも2つ存在していたことが明らかになりつつある」数百万年前、現在は絶滅したオオカミの近縁種が誕生しました」とリーブ氏は言う。したがって、明るい毛色の遺伝子部分は、交配によって今日のオオカミと犬の家系図に組み込まれたと考えられます。この絶滅した動物種の DNA の一部は、今日でも色鮮やかな犬や白いオオカミの中に残っています。 「これは、現生人類のゲノムに、現在絶滅したネアンデルタール人のDNAがわずかに残っているというセンセーショナルな報告を思い出させます」とリーブ氏は言う。
出典: ベルン大学、カリフォルニア大学デイビス校、専門論文: Nature Ecology and Evolution、doi: 10.1038/s41559-021-01524-x
