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罗述金研究组揭示现存虎所有毛色多样性的遗传基础
日期: 2017-03-12       点击量: 1166

北京大学生命科学学院,北大-清华生命科学联合中心罗述金研究组2017310日在《Cell Research》上发表论文,通过全基因组关联分析和生化功能验证,揭示了除了白虎毛色基因SLC45A2以外的另一毛色决定关键基因CORIN。这是该课题组于2013年在《Current Biology》以封面文章发表关于白虎的毛色遗传机制论文以来,关于猫科动物基因组多样性和适应性研究的又一重要成果。至此,现存虎中所有已知四种毛色型的遗传基础均已被该课题组破译。

虎的典型毛色是橙色底黑条纹,除此之外还有其他三种毛色型,包括最引人注目的白虎(白色底棕黑条纹),以及较为罕见的金虎(金色底红棕色条纹)和雪虎(除尾部浅灰色条纹外几乎全白)。此前该研究组已经鉴定出SLC45A2的p.A477Y错义突变导致了白虎的出现。本研究通过对来源于同一家系的19只虎进行了基因组测序和全基因组关联分析(GWAS),成功地将金虎的毛色决定基因定位到编码跨膜丝氨酸蛋白酶的CORIN,并在金虎和雪虎中发现了错义突变p.H587Y。此外,通过蛋白的体外细胞表达体系和生化功能实验,发现野生型CORIN能够抑制作用于哺乳动物黑色素细胞通路的重要“开关”蛋白ASIP的活性,而p.H587Y突变影响了CORIN对ASIP胞外活性的抑制能力。由此证明了CORIN通过调节ASIP的活性参与黑色素合成的调控通路,进而影响虎的毛色形成。该研究进一步在197只无亲缘关系的虎样品组中展开筛查,最终确认金虎毛色型由CORIN p.H587Y突变所致,雪虎毛色型由SLC45A2 p.A477Y突变和CORIN p.H587Y突变共同导致,由此完整揭示了现存虎的所有四种毛色型的遗传基础。

虎的四种毛色型及金虎毛色位点的遗传连锁定位结果

白虎和金虎毛色型均起源于野生孟加拉虎,代表着自然存在的遗传多样性,在上世纪由于人为因素而野外灭绝。该研究通过对于非传统模式动物的遗传机制的研究,为诠释哺乳动物毛色多样性和适应性的遗传基础做出了重要贡献。

北京大学生科院副研究员徐霄博士为该论文的第一作者,罗述金研究员为该论文的通讯作者。广州长隆野生动物世界、北京大学生科院蒋争凡研究组、北京诺禾致源生物信息研究所、纳米比亚猎豹保护基金会参与了此项研究。这项工作得到了北大-清华生命科学联合中心和国家自然科学基金的资助和支持。

论文链接:

http://www.nature.com/cr/journal/vaop/ncurrent/full/cr201732a.html

Xu X, Dong GX, Schmidt-Kuntzel A, Zhang XL, Zhuang Y, Fang R, Sun X, Hu XS, Zhang TY, Yang HD, Zhang DL, Marker L, Jiang ZF, Li R, Luo SJ. The genetics of tiger pelage color variations. Cell Research (2017) doi:10.1038/cr.2017.32

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