科学家发现“斑马线”基因

研究人员研究了非洲条纹老鼠。资料来源:J. F. Broekhuis

每个人都想知道斑马纹是怎么来的，但是在实验室里研究这种动物是非常困难的。现在，科学家通过研究一只背部有明亮和黑暗条纹的老鼠，发现了关于这种不寻常的黑白动物模式的线索。

美国西雅图华盛顿大学的进化发展科学家拉丽莎·帕特森说:“这篇论文为哺乳动物如何获得条纹这个长期存在的问题提供了令人兴奋的新见解。”

加州大学戴维斯分校的进化生物学家蒂姆·卡罗(Tim Caro)没有参与这项研究，他强调，理解清晰和黑暗条纹进化的复杂机制对于理解生长和发育的工作方式至关重要。卡罗说:“这些研究人员做了一些非常高质量的工作。”

条纹很重要，不仅因为它们让动物看起来更好。例如，一个研究小组在2012年提出条纹使得斑马不太可能吸引那些讨厌的螫蝇。其他动物用条纹伪装自己或迷惑捕食者，有时这些条纹帮助动物吸引配偶的注意力。

哈佛大学进化生物学家霍皮·霍克斯特拉认为，条纹为理解进化哺乳动物的基因如何形成条纹提供了机会。科学家通过研究实验小鼠发现了基因在刺激色素细胞生长和色素形成中的作用，但是这些小鼠缺乏独特的条纹图案。因此，霍克斯特拉和她的同事们收集并研究了非洲条纹鼠(Rhabdomys pumiliom)，这是一种生活在非洲西南部的啮齿动物，背部有明暗相间的条纹。

霍克斯特拉的团队首先记录了无色、黑色和黄色头发的位置。无色的头发形成明亮的条纹，而黑色的头发占深色条纹的大多数。接下来，研究人员跟踪了小鼠胚胎的皮肤发育。之后，他们还分析了哪些基因在皮肤发育的不同阶段最活跃。

研究人员发现，当亮条纹出现时，称为黑素细胞的色素产生细胞没有完全发育，因此这里产生的暗色素较少。一种叫做Alx3的基因与此相关。研究人员在11月2日的《自然》在线版上报道了这一结果。

研究人员发现，这种基因在亮条纹形成的区域更活跃，它的活性抑制了一种蛋白质的活性，这种蛋白质使细胞开始产生色素。

研究人员也将注意力转向东方花栗鼠，这种啮齿动物的水平条纹与非洲条纹鼠相似，但已经独立进化。研究人员还发现，Alx3基因对东方花栗鼠也至关重要。自从东方花栗鼠和非洲条纹鼠在7000万年前的进化过程中分道扬镳以来，霍克斯特拉和他的同事们相信，这个基因已经给整个哺乳动物带来了条纹和其他独特的颜色图案。

然而，并不是每个人都同意。卡罗说:“为了回答这个问题，我认为我们需要从其他哺乳动物群体中获得更高质量的研究结果。”没有参与这项研究的普林斯顿大学发育生物学家迈克尔·莱文表示乐观，因为这个基因非常类似于控制果蝇腿末端颜色模式的基因。莱文预测:“很有可能Alx3基因将被证明是大多数甚至是整个哺乳动物的重要色素条纹调节剂。”

关于斑马如何获得条纹还有一个有趣的提示。一项初步研究发现，Alx3基因在斑马皮肤的白色区域比黑色区域更活跃。但是霍克斯特拉说:“对于任何实际情况，我们仍然需要做更多的额外工作。”

(赵茜·Xi)