黑猫、白猫、虎斑猫，只要是猫通通都可爱，但你有没有想过，明明是同一对父母生下来
的，为何有的猫是纯色，有的却是条纹？而条纹到底是怎么来的呢？
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就算都是虎斑猫，每只虎斑猫身上的条纹也都不尽相同。
斑点和条纹怎么来？
你有没有想过，虎斑猫身上的斑点与条纹是怎么来的？为什么明明是同一对父母生下来的
同一窝小猫，毛皮花色却不尽相同？当然，这一切都是基因造成的——但当中又是怎么运
作的？
细胞一样，为何颜色不一样？
事实上，对于像是斑马鱼之类的动物来说，牠们身上之所以会出现条纹，是由于黑色素细
胞(melanophore)与黄色素细胞(xanthophore)经过排列组合后所造成的，可是哺乳动物的
状况却大不相同：因为牠们的细胞没有这样的差异。
所以，既然细胞相同，那么是什么决定了虎斑猫的毛皮应该要是黑色或褐色，并形成大家
眼中的条纹或斑点？
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斑马鱼的条纹来自不同类型细胞的排列组合。
在胚胎发育时期就已决定
今年 8月31日，一群遗传学家在期刊《自然-通讯》(Nature Communications)上刊登了一
项最新的研究成果，指出猫咪体内有一个特定的基因，这个特定基因就是让毛皮产生图案
的关键。
而且他们还发现，猫有没有斑纹是在身体表面的毛囊形成前，于胚胎发育时期就已决定好
了。
未能彻底解答的谜题
研究作者巴许博士(Dr. Gregory S. Barsh)指出这应该是人类首度找出参与调控并影响猫
咪班纹生成的可能分子，但成长中的胚胎如何确定斑纹的样式“仍是个未解的谜题”。
包含巴许在内，这份研究的小组人员都来自阿拉巴马州的哈德森阿尔发生物技术研究机构
(HudsonAlpha Institute for Biotechnology)，又或是史丹佛大学(Stanford
University)医学院。
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在猫科动物之中，老虎的身上也带有条纹。
图灵发表的“反应-扩散系统”
巴许透露，他们小组的研究基础，可以追溯至数学奇才图灵(Alan Turing)所写过的一篇
开创性论文。
图灵以其在电脑科学和破译密码领域的成就而闻名，但 1952年时，他还曾发表一篇名为
〈形态发生的化学基础〉(The Chemical Basis of Morphogenesis)的文章，
https://doi.org/10.1098/rstb.1952.0012
影响发育模式形成(pattern formation)等领域甚深，巴许认为这篇论文“为整个数理生
物学奠定了基础”。
在论文中，图灵描述了所谓的反应-扩散系统(Reaction-diffusion system)，也就是在一
包含两种分子的连续场域中，借由分子的扩散与相互影响，便能产生自然界中各式复杂的
纹路，例如条纹(stripes)、斑点(spots)甚至螺旋(spiral)，这些图案又被称为“图灵纹
”(Turing pattern)。
研究小组认为，这个“反应-扩散系统”让猫毛产生了条纹，而巴许也指出，他们已经确
认了这个假设。
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在猫的胚胎发育出毛囊前，其实就已经确定了斑纹会如何形成。
野猫绝育机构提供胚胎
这份研究的材料取自野猫绝育机构，该机构会捕捉野猫、替牠们结扎，最后再让牠们重新
回归野外，但很多母猫在进行绝育时已经怀孕，而这些还不及长大便被摘除的胚胎，便被
送到了巴许和其小组的实验室中。
厚薄错落的组织
小组成员之一麦高文博士(Dr. Kelly A. McGowan)指出，他们从超过 200只未发育完成、
处于不同发育阶段的幼猫胚胎中，尝试寻找斑纹的痕迹。
最后，在约 28天至 30天大的胚胎中，他们发现胚胎皮肤的最外层，形成了一层厚薄不一
的组织，这些“厚”与“薄”组织后来会各自发育出含有不同类型黑色素的毛囊，进而让
猫的毛皮表现出不同深浅、形成斑纹。也就是说，在毛囊发育之前，胚胎其实就已经确定
了斑纹会如何形成。
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倘若Dkk4发生突变，则猫的毛皮条纹会变得更细，例如阿比西尼亚猫就是经典的例子。
“你是黑色皮毛应该要生长的地方”
接下来，研究小组转而寻找是什么让组织出现厚薄不一的情况。
在胚胎发育中，“Wnt讯息传递路径”(Wnt signaling pathway)扮演着十分重要的调控角
色，而身为研究小组一员的凯林(Christopher B. Kaelin)则在约 20天大的小猫胚胎中，
发现参与Wnt讯息传递路径的基因“Dkk4”(Dickkopf 4)就是当中的关键因素。
小组指出，基因Dkk4活跃的组织区块较厚，颜色也较深。研究主持人巴许表示，这就像是
对周围其他细胞发出讯号：“你很特别，你是黑色皮毛应该要生长的地方。”
“Dkk4”和“Wnt”的平衡
基因Dkk4所产生的蛋白质会抑制Wnt的讯息传递，而在组织的厚区与薄区中，Dkk4的含量
是不一样的：当Dkk4和Wnt两者取得平衡时，猫的毛皮会是深色的；当Dkk4生成的蛋白质
足以抑制Wnt时，毛皮会变成浅色的；倘若Dkk4发生突变，则猫的毛皮条纹会变得更细，
细到成为新的花纹样式“细刺纹/多层色”(Ticked)，例如阿比西尼亚猫(byssinian)
就是经典的例子。
但根据现行研究，Dkk4是如何被激发活性、又是什么关键激发了它的活性，都还是未知的
。
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小组还希望能将研究目标延伸到其他哺乳类动物身上，例如斑马和长颈鹿。
还有很多研究空间
研究小组强调，他们目前研究的只是“家猫品种所拥有的多样性斑纹中的一小部分”，而
且巴许透露，小组的未来目标之一，是要弄明白毛囊生长时，这些厚薄不一的组织究竟如
何转化成不同的毛色。
同时，除了家猫以外，小组还希望能将研究目标延伸到野生猫科动物，甚至是其他哺乳类
动物身上——像是斑马和长颈鹿。
“我们迄今为止的观察仅限于家猫，”研究主持人巴许说：“在家猫研究中习得的分子运
作机制，很有可能也适用于野生猫科动物身上，但我们需要针对DNA进行额外的研究，才
能确认这一点。”
连结：
https://dq.yam.com/post.php?id=14294
简单说就是DKK4基因影响的，突变的经典例子是“阿比西尼亚猫”