研究人员发现马匹头发变白速度和皮肤黑色素瘤易感性的遗传变异

随着年龄增长，马的毛色会变白，这种现象很常见，其特征是逐渐变白的毛发和易患皮肤黑色素瘤。在《自然通讯》上发表的一项新研究中，由瑞典乌普萨拉大学科学家领导的一个国际联盟报告称，变白的速度和患黑色素瘤的几率取决于基因Syntaxin17中一小段重复DNA序列的拷贝数。

灰马出生时颜色正常，但在生命的第一年就开始了毛发变白的过程，通常会导致它们在以后的生活中完全变成白色，这是动物最具代表性的毛色变体之一。

携带Grey突变的白马在年老时经常会患上皮肤黑色素瘤，这些黑色素瘤通常是良性的，但有些会发展成恶性黑色素瘤。这些马的毛发是白色的，但皮肤却是全黑的，它们不会患上黑色素瘤，因为它们对紫外线损伤很敏感，而紫外线损伤是人类黑色素瘤的主要风险因素，而是由于Grey突变的内在影响。

“在之前的研究中，我们报告称，随着年龄增长，头发变白与编码蛋白质Syntaxin17的基因内含子中一小段(4,600个碱基对)的重复有关，”乌普萨拉大学的LeifAndersson教授解释道。

“我们还表明，重复的序列构成了一个增强子，可以上调Syntaxin17以及邻近基因NR4A3的表达。”(增强子是一种不编码任何蛋白质但参与调节基因表达的DNA片段)。

“在这项新研究中，我们发现马的灰色基因座存在三种不同的基因变异，G1没有重复(野生型)，G2有两个重复序列的拷贝，导致毛发变白缓慢，但未检测到患黑色素瘤的较高风险，而G3有三个重复序列的拷贝，患皮肤黑色素瘤的风险显著增加，”该研究的第一作者Carl-JohanRubin博士(乌普萨拉大学)解释道。

由于一匹马的每个染色体都有两个副本，因此一匹马可以拥有两个、三个、四个、五个和六个重复序列的副本，具体取决于其灰色基因座的基因型。

“我们发现了显著的剂量效应，即白发变白的速度和黑色素瘤易感性随着重复序列的拷贝数而增加，”安德森继续说道。“似乎存在阈值效应，因此需要具有三个拷贝的G3变体才能增加黑色素瘤的风险。”

这项研究报告的发现是基于瑞典康尼马拉小马和日本纯种马这两个不同品种的马匹的毛发缓慢变白与G2基因变异之间的关联。

“G2是由我们日本血统中的G3变体突变而产生的这一发现提供了最终证据，证明这种重复是导致白发的原因，”合著者之一TeruakiTozaki(日本栃木县赛车化学实验室)解释说。“G3变体在配子形成时只是丢失了一个拷贝，这说明当一个序列在染色体上出现多个拷贝时，遗传是不稳定的。”

在这项研究中，作者对代表78个品种的1,400匹马进行了基因分型。他们发现，在62个品种中，G3变异与快速变灰和白色有关，而与缓慢变灰和灰色有关的G2等位基因仅在8个品种中发现。

负责对1,400匹马进行基因分型的加州大学戴维斯分校兽医遗传学实验室的RebeccaBellone教授表示：“由于人们偏爱白马的美丽，G3变体很可能被大量选择。现在，我们可以提供基因测试，在早期判断马匹在成年后是会变成灰色还是白色，以及它是否具有较高的皮肤黑色素瘤风险。”

“我们希望在未来的研究中解决的剩余谜团是，为什么Syntaxin17和/或NR4A3基因表达升高会导致头发逐渐变白和易患黑色素瘤，”安德森说。“如果我们能解开这个谜团，它将对理解肿瘤的发展具有重要意义，并且可能对这些马的黑色素瘤的预防和/或治疗具有重要意义。”