アグーチの色の遺伝学

アグーチ遺伝子、 アグーチシグナル伝達タンパク質（ASIP）は、多くの種の色の変化の原因です。アグーチは伸長とともに、毛で生成されるメラニンの色を調節します。アグーチタンパク質は赤色から黄色のフェオメラニンの生成を引き起こし、競合分子のα-MSHは茶色から黒色のユーメラニンの生成をシグナルします。野生型マウスでは、アグーチとα-MSHの生成が交互に繰り返されることでアグーチ色になります。各毛には、アグーチ生成中に生える黄色の帯と、α-MSH生成中に生える黒色の帯があります。野生型マウスの腹部も明るい色をしています。毛が成長している間ずっとアグーチタンパク質が生成されていたため、その部分の毛は全体的にクリーム色です。^{[1] [2]}

マウスや他の種では、機能喪失変異は一般的に毛色が濃くなり、機能獲得変異は毛色が黄色くなります。^[3]

1979年時点で、マウスにはアグーチの対立遺伝子が17種類存在することが分かっている。^[4]

• 致死性の黄色A ^{y は、}黄色の体色と肥満を引き起こします。この遺伝子は、この系列の他のすべての対立遺伝子よりも優性です。ホモ接合の場合、発達の初期段階で致死的になります。^[4]
• 生存可能な黄色A ^{vy は}致死的な黄色に似ており、肥満の原因にもなりますが、ホモ接合の場合は致死的ではありません。ホモ接合の生存可能な黄色のマウスは、透明な黄色からまだら模様の黒と黄色、そしてアグーチ色に似たより暗い色まで、色が多様です。^[4]
• 中間黄色は斑点状の黄色の色彩を呈し、ビアブルイエローと同様にアグーチに似ていることもある。^{[ 4]}
• シエナイエローA ^syヘテロ接合体は濃い黄色ですが、ホモ接合体は一般的に明るい黄色です。^[4]
• ホワイトベリーアグーチA ^Wマウスはアグーチ色をしており、毛の先端は黒く、次に黄色、そして再び黒くなり、腹部は白から黄褐色です。^[4]
• アグーチAはAW^に似ているが、腹部は背中と同様に暗い色をしている。^[4]
• ブラックアンドタンのa ^tは背中が黒く腹部が黄褐色になる。A /a ^tヘテロ接合体はAWマウスのように見える。^[4]
• ノナグーティaマウスはほぼ完全に黒色で、耳と生殖器の周りに黄色い毛が少し生えているだけです。^[4]
• エクストリームノナグーチA ^Eマウスは完全に黒色であり、系列内の他のすべての対立遺伝子に対して劣性である。^[4]

これはマウスのアグーチ対立遺伝子の完全なリストではありません。

非アグーチアレルaは、ブラック・アンド・タンアレルa ^tまたはホワイトベリーアグーチアレルA ^Wに戻る可能性が非常に高い。^[5]

アグーチの生産は複数の異なるプロモーター領域によって制御されており、白腹アグーチやブラックアンドタンマウスに見られるように腹側（腹部）領域のみで転写を促進することも、アグーチや白腹アグーチに見られるように体全体ではあるが毛の成長周期の特定の部分でのみ転写を促進することもできます。^[6]

致死性黄色と生存性黄色は肥満、2型糖尿病の特徴、および腫瘍の発生率上昇の原因となる。^[2]通常のマウスではアグーチは毛の成長期に皮膚でのみ発現するが、これらの優性黄色変異により肝臓、筋肉、脂肪を含む他の組織でも発現する。^[7]マホガニー遺伝子座はアグーチと相互作用し、そこでの変異は致死性黄色の色素沈着および体重への影響を無効にする可能性がある。^[8]

生存可能な黄色アグーチマウスは、母親からエピジェネティックな差異を受け継ぎ、黄色や茶色になる程度に影響を及ぼします。^[9]

マウスのアグーチ遺伝子は2番染色体に存在する。^[2]

犬では、アグーチ遺伝子は様々な毛色や模様と関連している。^[10]

A 遺伝子座の対立遺伝子は、アグーチシグナル伝達タンパク質 (ASIP) の生成に関係しており、動物がアグーチの外観を呈するかどうか、また個々の毛の色素分布を制御することで、どのようなタイプのアグーチであるかを決定します。A 遺伝子座には、次の 4 つの対立遺伝子が存在することが知られています。

• A ^y = フォーンまたはセーブル（黄褐色で、黒いひげと、さまざまな量の先端が黒い毛や真っ黒な毛が全体に散在している） - フォーンは通常、より明るい黄褐色の犬を指し、セーブルはより黒い色合いの犬を指します。
• a ^w = 野生型アグーチ（各毛に黒と黄褐色が交互に並んだ 3 ～ 6 本の帯がある） - ウルフセーブルとも呼ばれる
• a ^t = タンポイント（顔と下側にタン色の斑点がある黒色） - サドルタン（黒いサドルまたはブランケットがあるタン色）を含む^{[11] [12]}
• a = 劣性黒色（黒色、フェオメラニンの阻害）
• yt = 組み換え子鹿（品種によって表現型が異なる）は、多数のチベタン・スパニエルやディンゴを含む他の品種の個体で確認されている。その階層的位置はまだわかっていない。^{[ 13] [14] [15]}

ほとんどの文献では、A遺伝子座の対立遺伝子の優性階層はA ^y > a ^w > a ^t > aのようになると示唆しているが、研究では異なる家族間で優性/劣性関係が対になって存在し、1つの家族内で単一の階層が存在するわけではないことが示唆されている。^[16]

• A ^yはa ^tに対して不完全優性であるため、ヘテロ接合体の個体は特に子犬のときに黒い兄弟が多くなり、A ^y a ^{t は}a ^w a ^w表現型に類似することがあります。他の遺伝子も毛皮の黒さの量に影響します。
• a ^{w は}多くのノルディック スピッツに存在する唯一の対立遺伝子であり、他のほとんどの品種には存在しません。
• タン ポイントとサドル タンが^あり、どちらも出生時はタン ポイントに見えます。サドル タンの子犬の修正遺伝子により、黒い部分が徐々に減少し、最終的にサドル タンのパターンになります。
• aは、ごく少数の犬種にのみ存在します。ほとんどの黒い犬は、K 遺伝子座の対立遺伝子によって黒くなります。

2021年の研究では、フォーンとセーブルの異なる遺伝的原因が発見され、それぞれ「ドミナントイエロー」と「シェーデッドイエロー」と呼ばれています。どちらも野生型のアグーチよりも活発な毛周期プロモーターを持っていますが、ドミナントイエローはより活発な腹側プロモーターも持っています。これらの色に関与する毛周期プロモーターは、約200万年前に絶滅したイヌ科の種で発生し、後にオオカミと交雑したと考えられています。^[17]

優性の野生型Aは、毛に黒と赤の縞模様（基礎となるトラ模様が現れる）を生じさせるが、劣性の非アグーチまたは「ハイパーメラニスティック」対立遺伝子であるaは、毛の成長サイクル全体を通じて黒色色素の生成を引き起こす。^[18]したがって、非アグーチ遺伝子型（aa）はトラ模様を覆い隠すが、特に子猫では基礎となる模様の兆候が見られることがある（「ゴーストストライプ」と呼ばれる）。伴性オレンジ色はアグーチよりも優位であり、黒色色素の生成を妨げる。

通常の馬では、ASIPはユーメラニンの生成を「ポイント」、つまり脚、たてがみ、尾、耳の端などに制限します。^{[21] 2001年に、研究者は}ASIPの劣性変異を発見しました。これはホモ接合の場合、機能的なASIPを持たない馬になります。その結果、真の黒色色素を生成できる馬は、一様に黒い毛皮を持っていました。^[22]鹿毛を生成する優性野生型対立 遺伝子はAで表され、黒色を生成する劣性対立遺伝子はaで表されます。延長はアグーチに対してエピスタシス的であり、どのようなアグーチ対立遺伝子が存在するかに関係なく栗毛色を引き起こします。

鹿毛のさまざまな色合いの原因、特に野生鹿毛とシールブラウンの原因となる遺伝的要因については、50年以上にわたって論争が続いてきました。1951年、動物学者ミゲル・オドリオソラは「鹿毛の色」を出版し、その中で「A」遺伝子の4つの対立遺伝子の可能性を示唆しました。最も優勢なものから最も劣勢なものの順に、 A+、A、A ^t、aです。 ^[23]

これは1990年代まで受け入れられていたが、その後、異なる仮説が人気を博した。^[24]この仮説では、鹿毛の色合いは多くの異なる遺伝子によって引き起こされ、毛を明るくするものもあれば、暗くするものもあると提唱された。この理論では、シールブラウンの馬はパンガレと呼ばれる特徴を持つ黒い馬であるとも示唆された。^[25]パンガレは「ミーリー」とも呼ばれる先祖伝来の特徴で、馬の柔らかい部分やコミュニケーションをとる部分の輪郭が黄褐色になる。

2001年にフランスの研究チームが「アグーチ遺伝子座（ASIP）、伸長遺伝子座（MC1R）、および茶色遺伝子座（TYRP1）の変異と馬（Equus caballus）の毛色の表現型との関連性」を発表した際に、黒とパンガレの組み合わせがシールブラウンの原因であるとは考えられなくなった。この研究では、DNA検査を使用してアグーチ遺伝子座の劣性a対立遺伝子を特定し、シールブラウンの表現型に適合する馬のいずれもa対立遺伝子のホモ接合体ではないことを発見した。^{[22] [26]}

2007年、ある遺伝子研究室がアザラシの茶色のマーカーと思われる検査を開始し、後に茶色の原因と考えられるアグーチ遺伝子の検査も開始した。^{[27] [28]}しかし、基礎となる研究は公表されず、信頼性の低い結果のため2015年までに検査は中止された。^{[29] [30]}

アザラシの茶色と野生型の鹿毛を作り出す遺伝子対立遺伝子は未だ不明である。鹿毛の一部の毛色が黒くなるのは、「煤けた」などの形質と無関係な遺伝子によってある程度制御されているのではないかという仮説が依然立てられている。^[31]

ほとんどのロバは腹部と鼻先と目の周囲にライトポイントまたはパンガレと呼ばれるクリーム色から灰白色の部分を持っています。しかし、アグーチの劣性変異体では、それらの部分が体と同じ色になり、ノーライトポイントまたはNLPと呼ばれるパターンになり、他の哺乳類の劣性黒に似ています。この対立遺伝子は、ノルマンロバとアメリカのミニチュアロバに見られます。^[32]

ウサギの場合、野生型は腹部が明るいアグーチ型で、劣勢の非アグーチ型対立遺伝子が黒い毛色の原因となる。3番目の対立遺伝子は、おそらく調節因子またはプロモーター領域の変異であり、黒と黄褐色の毛色の原因となると考えられている。非アグーチ型対立遺伝子は、1700年以前に初めて出現したと推定されている。^[3]

アグーチはワイドバンド遺伝子と関連しており、交差率は約30％である。^[33]

白腹アグーチマウスと同様に、野生型アグーチを持つウサギは、背側と腹側の発現が異なる、異なる非翻訳5'末端を持つ転写産物を生成します。1Aエクソンは腹部領域でのみ発現し、その部分の色が薄い原因である可能性があります。^[3]