几十年来，狗身上几种毛色图案的遗传一直存在争议。伯尔尼大学遗传学研究所的Tosso Leeb在内的研究人员现在终于能够解决这个难题。他们不仅澄清了毛色模式是如何被遗传控制的，而且研究人员还发现，白色北极狼和许多现代狗的浅色毛色是由于起源于很久以前灭绝的物种的遗传变异。这项研究刚刚发表在科学杂志《自然生态学与进化》上。
两种颜料和一个“开关”，决定涂层颜色
狼和狗可以制造两种不同类型的色素，黑色的，称为真黑素，黄色的，褐黑素。在正确的时间和身体的正确位置精确调节这两种颜料的产生会产生非常不同的毛色图案。在这项研究之前，在狗身上已经发现了四种不同的模式，并且已经理论化了导致这些模式的几种遗传变异。然而，在数千只狗身上对这些变异进行商业基因检测产生了相互矛盾的结果，表明关于毛色模式遗传的现有知识是不完整的，也不完全正确。
在毛色形成过程中，所谓的agouti信号蛋白代表了人体产生黄色羽黑色素的主要开关。如果存在刺痛信号蛋白，则产生色素的细胞将合成黄色的褐黑素。如果没有刺痛信号蛋白，将形成黑色真黑素。“我们很早就意识到，致病性遗传变异必须是调节蛋白质产生速率的调节变异，并导致更高或更低量的agouti信号蛋白，”Tosso Leeb解释说。
五个不同的毛色图案
刺五加信号蛋白的基因有几个用于读取遗传信息的起始位点，这些起始位点称为启动子。一方面，狗有一个腹侧启动子，负责在腹部产生刺痛信号蛋白。另一方面，狗有一个额外的毛发周期特异性启动子，在毛发生长的特定阶段介导刺痛信号蛋白的产生，并能够形成带状毛发。
研究人员首次在数百只狗中详细描述了这两种启动子。他们发现了腹侧启动子的两种变体。其中一种变体传达了正常量的刺痛信号蛋白的产生。另一种变体具有较高的活性，并导致酸痛信号蛋白的产生量增加。研究人员甚至确定了头发周期特异性启动子的三种不同变体。从单个启动子的这些变异开始，研究人员总共确定了五种不同的组合，这些组合导致狗的不同毛色模式。
关于狼进化的意想不到的见解
随着地球上不同地区狼的许多基因组已经公开，研究人员进一步调查了所鉴定的遗传变异是否也存在于狼群中。这些分析表明，在现代狗的驯化开始之前，过度活跃的腹侧和毛发周期特异性启动子的变异已经存在于狼中，这大约始于40，000年前。最有可能的是，这些遗传变异促进了过去冰河时代毛色较浅的狼适应雪环境。今天，喜马拉雅山完全白色的北极狼和浅色狼仍然携带着这些遗传变异。
将基因序列与犬科其他物种的进一步比较产生了非常令人惊讶的结果。研究人员能够证明，浅色狗和狼中毛发周期特异性启动子的过度活跃变体与非常遥远的亲缘物种（如金豺或土狼）的相似性比与欧洲灰狼的相似性更多。
“对这一意外发现的唯一合理解释是这种变异的古老起源，两百多万年前，在现已灭绝的狼的亲戚中，”里布说。基因片段一定是在两百多万年前通过与这种现已灭绝的狼的亲戚杂交事件侵入狼体内的。因此，今天仍然在黄狗和白北极狼身上发现了来自这种灭绝物种的一小段DNA。“这让人想起一个惊人的发现，即现代人类在他们的基因组中携带了一小部分来自现已灭绝的尼安德特人的DNA，”里布补充道。
原作者：Trina Woodtrina Wood，加州大学戴维斯分校