揭秘大熊猫"变色龙"基因：Bace2突变让"黑白配"变成"棕白配"

揭秘大熊猫"变色龙"基因：Bace2突变让"黑白配"变成"棕白配"

近日，中国科学院魏辅文院士团队在《美国国家科学院院刊》（PNAS）发表重磅研究成果，揭示了大熊猫"变色龙"基因的秘密。这项研究不仅让我们对大熊猫有了新的认识，也展示了科学探索的奇妙魅力。

在我们印象中，大熊猫总是以经典的黑白配色示人。然而，在秦岭山系，却生活着一种极为罕见的棕白色大熊猫。这种独特的毛色变异最早可以追溯到1985年，当时在陕西佛坪自然保护区首次发现了一只雌性棕色大熊猫"丹丹"。自那时起，包括"七仔"在内的共七例棕色大熊猫被记录在案，它们都来自秦岭地区。

那么，这种罕见的棕白毛色是如何形成的呢？魏辅文院士团队通过长期研究，终于揭开了这个谜团。研究发现，棕白色大熊猫的毛色变异源于Bace2基因的一段25个核苷酸的缺失突变。

Bace2基因在黑色素沉积过程中起着至关重要的作用。它负责剪切PMEL蛋白，从而影响黑色素纤维附着垫的形成和黑素体的数量及大小。然而，在棕色大熊猫中，Bace2基因的缺失突变导致它不能正常剪切PMEL蛋白，进而影响了黑色素的正常沉积和黑素体的形成。这种变化使得原本的黑色毛发呈现棕色。

为了验证这一发现，研究团队使用CRISPR-Cas9基因编辑技术在小鼠身上构建了同源区段敲除模型。结果显示，所有Bace2基因敲除的小鼠毛色都比野生型小鼠浅，且黑素体数量显著减少、截面积显著减小，与棕色大熊猫的特征高度相似。

一个令人好奇的问题是：为什么这种棕白毛色的大熊猫只在秦岭山系出现？研究团队通过对227只大熊猫个体的基因分析发现，这种25bp的缺失突变在秦岭种群中存在较高的频率。在检测的192只秦岭、非秦岭或杂交的黑白大熊猫中，仅在秦岭种群中发现了杂合子个体。

这一现象可能与秦岭山系独特的地理环境和种群隔离有关。秦岭作为一道天然屏障，使得生活在这里的大熊猫种群与其他地区的大熊猫相对隔离，从而导致某些基因突变在局部种群中积累。

这一发现不仅增进了我们对大熊猫遗传多样性的理解，也为圈养繁育工作提供了重要参考。通过了解Bace2基因突变的作用机制，未来或许可以更好地保护和管理大熊猫种群，确保其遗传多样性。

此外，这一研究还为理解其他动物的毛色变异提供了新的视角。在自然界中，许多动物的毛色会因基因突变而产生变化，比如白化病就是一种常见的色素缺乏现象。通过研究大熊猫的毛色变异，我们可以更深入地了解这些遗传机制。

从1985年首次发现"丹丹"，到2024年揭示Bace2基因突变，科学家们用了近40年的时间才解开这个谜团。这正是科学研究的魅力所在：它需要耐心、坚持和不断探索的精神。正如魏辅文院士团队所展示的那样，通过一代又一代科研人员的努力，我们终将揭开自然界的更多奥秘。

所以，下次当你看到一只大熊猫时，不妨想象一下：在它可爱的外表下，隐藏着多少尚未被发现的科学秘密。也许，下一个重大发现就在不远的将来！