决定狗毛颜色的基因被发现

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美国斯坦福大学医学院的一支研究队伍在狗毛颜色的遗传研究上取得了重要发现。这一发现将可能有助于解释人类体重差异和应对压力能力有差异的原因。该研究的结果发表在11月2日的《科学》杂志上。

这项新研究回答了这样一个长久以来的谜团：什么决定了狗的皮毛的颜色？尽管研究人员在二十世纪初已经知道大多数动物都具有相同的遗传机制来决定皮毛颜色，但是直到二十世纪五十年代才开始怀疑狗的有所不同。

由Greg Barsh博士领导的这个研究组先擦了数百只狗的内侧脸颊并对所得样本进行DNA分析，从而确定出了这个决定狗毛颜色的基因。让研究人员惊讶的是，这个基因编码的蛋白质是一个大的、可变蛋白家族防御素（defensins）的成员。

现在已经清楚地知道这种蛋白质参与黑素皮质途径（melanocortin pathway），该途径控制黑色素的类型和身体产生的皮质甾醇量的分子相互作用路径。Barsh的实验室对这个途径进行了15年的不懈研究。这个途径中新参与者的发现为药物研究开辟了新的道路。

研究者之一Candille确定出了他们获得的不同狗检测样本的基因组序列有差异的一个区域。她的工作缩小了搜索编码一种beta－防御素蛋白基因的基因组区域。之前的研究认为该基因在抵抗感染方面具有重要作用。这种beta-防御素基因的一个版本产生黄毛狗；该基因的一个突变版本产生黑毛狗。该篇论文的第一作者用试验证实了这些方向。当她将这种狗基因插入到转基因小鼠中时，它们的毛长成了黑色。

研究人员表示，beta-防御素基因功能的新发现远不止皮毛的颜色研究。该基因是特殊、可变的防御素基因家族的成员。一个人能够拥有40到50种不同的防御素基因，狗则能有46种这样的基因。尽管研究人员推测这种防御素蛋白能够抵御微生物，但Barsh表示还不确定。

Barsh表示，他的实验室的一个直接目标是了解更多有关人类防御素功能的信息。他们长期的目标是将防御素用于药物研发的模板。

防御素是广泛分布于动物和植物界的一类富含半胱氨酸的阳离子内源性抗微生物肽，是内源性抗微生物肽中的一个大家族。根据防御素分子内半胱氨酸的位置和连接方式、前体性质及表达位置的差异，可分为α-防御素、β-防御素、θ-防御素、昆虫防御素和植物防御素5种类型。

防御素由29个～54个氨基酸残基组成，具有广泛的生物学活性。此前的研究显示，防御素分子可以直接作用并杀死细菌、真菌和病毒等病原微生物，除此之外，防御素还具有细胞毒、免疫调节以及创伤和神经损伤的修复等多种生物学活性。