「橘貓，你為什麼是橘貓？」集結全球貓奴之力，科學家揭開貓咪橘毛的基因秘密
我們把全世界的貓都送到你面前了，請吸。
親人、活潑、貪吃、胖，這些都是大家對橘貓的既有印象。橘貓為什麼如此貪吃，可能是每個橘貓主人心中最大的問號，不過除此之外，牠們一整身橘黃色的毛髮，也一直是科學家眼中的一大謎團。
經過數十年的疑問與探究，5月中發表的2篇新研究中，科學家終於找到橘貓之所以是橘色的基因秘密！
為什麼橘貓都是公貓、三花都是母貓？
5月15日，美國史丹佛大學（Stanford University）與日本九州大學的兩組團隊，分別在《當代生物學》（Current Biology）期刊上發表研究，揪出造成橘貓毛色的關鍵基因。
由於大多數的橘貓都是雄性，早在一個世紀以前，科學家就藉此推斷，造成貓毛呈現橘色的基因應位於X染色體上。這是因為與其他哺乳類相同，母貓的基因帶有2條X染色體，公貓則有1條X染色體、1條Y染色體；當公貓獲得帶有橘毛基因的X染色體，就可能全身上下都是橘色的。
相對的，母貓的X染色體分別來自父母雙方，當兩邊的X染色體都剛好帶有橘毛基因，母貓才可能全身都是橘色。由於這種機率比較低，通常只有其中一條X染色體帶有橘毛基因的母貓，會成為黑色、橘色交錯的玳瑁貓，或是黑、白、橘三色鼎立的三花貓。
九州大學的遺傳學專家佐佐木裕之（Hiroyuki Sasaki）進一步解釋，在胚胎發育的初期，母貓的細胞會隨機關閉其中一條X染色體的影響，出現「X染色體去活化」的現象，因此有些細胞會導致貓毛變橘，有些則導致貓毛呈現黑色。隨著細胞分裂，這些細胞就會各自形成不同顏色的毛色斑塊，導致母貓身上橘、黑毛的塊狀分布。
佐佐木裕之提到，「這種視覺效果太明顯了，因此教科書中常會以此為『X染色體去活化』的代表案例，即使當時我們還不知道是哪個基因影響貓咪的橘毛。」
兇手就是你——ARHGAP36
在一般的動物身上，導致毛色呈現橘色、黃色的因素，通常來自控制毛髮顏色的基因突變；不過，這些基因並不位於X染色體。過去幾十年來，科學家只知道橘貓毛色的遺傳方式，與其他哺乳類動物大不相同，不過究竟是X染色體的哪個部分影響？這種突變又是如何產生？這些謎團一直懸而未解。
在此次發表的研究中，史丹佛大學的團隊分析過去十年間蒐集的上百個基因樣本，在橘貓的X染色體上發現51個共有的基因變異；隨後，再進一步排除各種可能，鎖定3種只在橘貓身上出現的基因變異。經過種種研究分析，團隊最終發現決定橘貓毛色的關鍵，可能來自一段名為「ARHGAP36」的基因突變。
九州大學的團隊同樣透過分析數十隻橘貓的基因，得出相同的結論——ARHGAP36基因的變異就是橘毛的製造者。不過，這段基因在幾乎所有哺乳動物身上，皆是負責調控細胞與組織使用荷爾蒙的訊號通路，過去並未發現它與產生色素有任何關聯。史丹佛大學研究的第一作者凱林（Christopher Kaelin）指出，這種變異在其他動物身上從未發現過，「這是一種非常罕見的突變類型。」
缺失一段基因序列造成差異
那麼，這個ARHGAP36發生了什麼事，又是為什麼可以產生橘色貓毛呢？根據研究團隊分析，在擁有橘色毛髮的貓咪身上的ARHGAP36這段基因中，皆缺失了一小段基因序列。而缺少這段序列後，就好像是打開了一個開關，讓ARHGAP36的表現更加活躍，提高蛋白質產量。
這種由ARHGAP36產生的蛋白質，會抑制一組製造棕色、黑色所需的基因，使得色素細胞轉而製造紅黃色素，形成貓咪身上的橘黃色毛髮。
雖然詳細的機制尚待進一步釐清，不過貓咪產生橘毛的機制，目前在其他物種身上都前所未見。為了確認這項發現，佐佐木裕之的團隊也在獸醫協助下，檢查了4隻三花貓的皮膚組織，發現橘毛區細胞中ARHGAP36的表現，明顯比黑、白毛區更加活躍，
「這說明了，正常情況下這段DNA可能會抑制ARHGAP36的表現；而當它的基因序列被刪除後，該基因就會持續活化。」
此外，佐佐木裕之深入檢視橘貓的DNA結構後，也指出基因序列消失的段落屬於「非編碼DNA」，因此這種突變並不會改變蛋白質本身的結構，「這點非常關鍵。ARHGAP36是影響發育過程的重要基因，對身體的其他功能也有重要作用，我原本完全不認為它可能是決定橘毛的基因。如果蛋白本身結構被改變，對貓咪來說可能會有害。」
可能來自900年前的一場偶然
九州大學的團隊也進一步比較全球258隻貓咪的基因資料庫，發現所有帶有橘毛的貓咪，都擁有相同的基因特徵；其他貓咪則完全沒有。因此佐佐木裕之推測，這項基因變異的特徵，很可能是源自同一隻橘貓祖先。很久以前在貓咪身上偶然出現突變，接著被人類加以飼養、繁殖，這種基因特徵才開始常見於世界各地。
而凱林與史丹佛大學的團隊，則根據過去的繪畫作品，推測這隻祖先貓可能來自900年前。「這應該是在貓咪被人類馴化初期就出現的突變，」凱林說明，「我們會知道這點，是因為有一些12世紀的畫作，畫中明確描繪出了三花貓。」
由於ARHGAP36的作用不僅限於貓咪毛髮的顏色，接下來科學家將繼續探究，這種基因變異是否會對貓咪帶來其他影響，或是否較容易出現特定的健康問題。
至於橘貓黏人愛吃的個性，究竟跟這項獨特的基因變異有沒有關係？凱林表示，根據團隊觀察，這項突變的影響只限於色素細胞，他們並未找到可能影響個性的相關證據，「我想橘貓已經成功說服牠們的主人，牠們多麼與眾不同，但是牠們還沒說服我們。」
根據科學家的說法，目前針對橘貓個性的科學研究並不多。佐佐木裕之也提到，現在還沒有任何科學證據，支持「貓咪的個性與毛色相關」的說法，「但這是一個引人入勝的假設，我非常希望未來能繼續深入探討。」
退休後自籌經費，只為了揭開貓咪的秘密
這項新發現除了讓研究人員興奮不已，在學術上帶來重大突破，也讓眾多貓奴感到無比欣喜。身為一名資深貓奴，佐佐木裕之開心地表示：「能夠找到這個基因，是我長久以來的夢想，今天終於能夠破解，實在是太令人興奮了！」
事實上，佐佐木裕之已經從大學退休，但是因為熱愛貓咪，他希望能持續追尋橘貓基因的秘密，並期盼最終可以對「克服貓咪的疾病」貢獻一己之力。於是，他自行發起研究計畫，並透過募資平台，向日本以及全世界數百名貓奴夥伴，募集到1,060萬日圓（約新台幣220萬元）的研究經費，最後終於破解了橘貓的基因秘密。
有趣的是，其中一筆捐款的留言還寫道：
「我們是小學一年級和三年級的兄妹，我們用自己的零用錢捐款，請用來研究三花貓。」
全球貓奴一起努力！
另一方面，史丹佛大學的研究團隊，也在研究過程中借助了眾多貓奴之力。凱林提到，他在近10年間參加世界各地將近100場與貓咪有關的展覽，在展覽中，他們會向貓主人詢問是否願意提供自家貓咪的基因樣本，而人們幾乎都非常樂意參與。
「貓主人和育種者們，對遺傳研究相當開放，非常樂於提供樣本。他們非常關心自己的貓咪，也很喜歡談論牠們，還會寄照片給我們。」凱林分享，「這種熱情讓我們能夠輕鬆地與他們建立聯繫，並蒐集到眾多樣本。」最終，團隊共蒐集超過3,000份樣本，並將其中約200個用於此次的研究中，成功找出造就橘貓的DNA。
史丹佛大學遺傳學教授、該篇論文的共同作者巴許（Greg Barsh）提到，這種與貓奴合作、向大眾取得幫助的模式，讓研究者能與公眾產生更深的連結，
「無論是參加貓展，或是與絕育診所合作，這些都是社群合作促進科學、科學教育的例子。更廣泛地說，這能夠推動科學的進展，而且過程完全沒有一隻貓咪受到傷害！」
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延伸閱讀：
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參考資料：
A deletion at the X-linked ARHGAP36 gene locus is associated with the orange coloration of tortoiseshell and calico catsMolecular and genetic characterization of sex-linked orange coat color in the domestic catScientists solve the mystery of ginger cats – helped by hundreds of cat ownersDecades-long mystery of ginger cats revealedWhat’s so special about orange cats? Turns out they’re freaks of natureFreaks of nature: We now know just why orange cats are "unique"Genetic Twist Behind Orange Cat Fur Finally Uncovered