縞模様の鶏の羽の秘密が明らかに

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Anonim
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スウェーデンとフランスの科学者のグループは、鶏の床に関連する縞模様の羽の色の形成のメカニズムを発見しました。これは、以前は腫瘍抑制因子としてのみ知られていましたが、色調節因子としては知られていなかったCDKN2A遺伝子の発現レベルを増加させる突然変異の原因です。この作品は、ジャーナルPLOSGeneticsに掲載されました。

鳥の羽の色は非常に多様であり、これはさまざまな方法で実現できます。それらの中で、羽毛上のメラニンの不均一な分布、カロテノイドおよび他の色素の存在、ならびに羽毛の構造的特徴は、光の散乱および屈折を引き起こします。同時に、これらの現象を引き起こす分子遺伝学的メカニズムはまだよくわかっていません。羽毛の異なる多くの品種が開発されているため、国産鶏は色の研究の良い対象です。研究の著者は、異なる色の羽毛を与えることができるニワトリCDKN2A遺伝子の4つの対立遺伝子を調査することに決めました。

CDKN2A遺伝子の産物であるARFタンパク質が腫瘍形成の抑制に関与していることが知られています。これは、p53タンパク質を切断するMdm2タンパク質を不活性化することができます。次に、p53は、細胞の遺伝物質が損傷したときに細胞周期をブロックすることが知られています。 DNA複製を停止し、アポトーシスを開始するタンパク質の合成を引き起こします。したがって、ARF活性を増加させる変異は、p53の濃度を増加させ、細胞分裂をよりまれにします。

研究の著者によって研究されたCDKN2A遺伝子の対立遺伝子-N、B0、B1およびB2は、いくつかの一塩基多型が異なります。多型のうちの2つは非コード、調節領域にあり、2つは遺伝子配列にあり、ARFタンパク質のアミノ酸置換を引き起こします。それらは以下のように研究された対立遺伝子に従って分布されます:B0は非コーディング領域の多型のみを運び、B1とB2は非コーディング領域からの多型とコーディング領域からの多型の両方を含み、Nは4つの多型のいずれも持っていません。

研究者らは、これらの対立遺伝子についてホモ接合およびヘテロ接合のニワトリの羽の色を比較し、ARFタンパク質の特性とさまざまな組織でのその発現レベルも分析しました。遺伝子の非コード領域に多型が存在することで、羽毛に縞模様が形成されるのに十分であることが判明しました。これにより、メラノサイト前駆細胞が位置する羽毛包内のARFタンパク質の濃度が増加し、再成長羽毛に移動して色素沈着をもたらします。

著者らは、メラノサイトが縞模様で均一に着色された羽毛でどのように移動および分化するかを観察しました。メラノサイトの前駆細胞が調節変異を持って早期に分化し始めると、縞模様の色が形成されるため、色素細胞は羽の下部に到達します。未分化細胞のストックはより早く枯渇し、しばらくの間、羽毛はメラノサイトなしで成長します。

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羽毛の筋を説明するメラノサイト移動図

「世界中で卵や肉のために飼育されている鶏の大多数が腫瘍抑制遺伝子に変異を持っていることは驚くべきことです」と、研究の筆頭著者であるレイフ・アンダーソンは述べています。たとえば、これらの突然変異は、最も一般的な産卵品種の1つであるホワイトレグホン鶏によって運ばれます。それらの外観では、メラニンの生成を妨げる白色の遺伝子の優性対立遺伝子を持っているので、これは決して現れません。

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