Research press release


Nature Communications

Genetics: How cats get their stripes

イエネコの毛皮の模様(例えば、しま模様のタビー)の形成は、発生中の胚に生じる特定の分子によって決まることを示唆する論文が、Nature Communications に掲載される。今回の知見は、同じ皮膚細胞が異なる遺伝的シグネチャーを獲得して、それが毛色の複雑なパターンを生み出し、ネコやその他数多くの哺乳動物の多様性を決定付ける特徴となる仕組みを解明するための手掛かりになる。


今回、Gregory Barshたちは、異なる発生段階にある生存不能なネコ胚から採取された皮膚試料を調べて、単一細胞レベルでの遺伝子発現解析と組織切片に含まれるタンパク質の解析を行った。これらの解析から、その後の体毛の成長期に出現する毛色パターンの形状は、胚の遺伝子発現の差異によって決まることが明らかになった。Barshたちは、この過程で中心的役割を果たすのが、Dickkopf 4(Dkk 4)遺伝子にコードされるシグナル伝達分子だとする考えを示し、ティックドパターンのネコ(例えば、アビシニアンやサーバリンサバンナ)においてDkk 4遺伝子が変異していることを示した。


The formation of fur patterns, such as tabby, in domestic cats is determined by specific molecules in the developing embryo, a study in Nature Communications suggests. The findings provide insights into how identical skin cells can acquire different genetic signatures that later give rise to intricate patterns in hair colour, which are a defining feature of diversity in cats and many other mammals.

Previous research has shown that colour patterns in domestic cats appear during hair growth when groups of adjacent hair follicles produce different types of melanin pigment. However, the developmental process that determines whether a hair follicle produces black or yellow melanin remains unclear.

Gregory Barsh and colleagues studied skin samples from non-viable cat embryos at different stages of development, and analysed the genes of single cells and the proteins found in tissue sections. The authors observed that differences in embryonic gene expression determine the shape of the colour pattern produced later during hair growth. They suggest that a signaling molecule encoded by the gene Dickkopf 4 (Dkk4) plays a central role in this process and demonstrate that Dkk4 is mutated in cats with ticked patterns such as Abyssinian or Servaline Savannah.

Although this investigation was focused on domestic cats, Barsh and co-authors suggest that these findings may apply to colour pattern formation in leopards, tigers, and other mammals.

doi: 10.1038/s41467-021-25348-2

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