河北
从雪白、乌黑到金棕色，家鸡展现出的羽毛颜色范围几乎超过了任何其他家畜物种。一项由莱比锡大学研究人员发挥重要作用的新国际研究解释了其中的原因：一个单一基因便能产生整个色谱。该研究提供了一个例子，说明遗传多样性和可见性状如何在较短的进化时期内出现。这些发现现已发表在《美国国家科学院院刊》上。
来自莱比锡大学、柏林夏里特医学院和瑞典乌普萨拉大学的研究团队展示了家鸡显著的颜色多样性如何在分子水平上形成。该研究聚焦于黑皮质素-1受体（MC1R），这是一种控制脊椎动物皮肤细胞中色素生成的蛋白质分子。
编码这种色素受体的基因，在家鸡自被驯化以来经历了异常高程度的变化。研究团队鉴定出该基因的18种不同变异，而野生鸟类中并未发现如此高的多样性。“我们发现，单个基因内突变的积累和重组产生了众多新的变异，并对鸟类的外观产生了直接可见的影响，”莱比锡大学鲁道夫·勋伯格生物化学研究所的研究员克劳迪娅·施陶伯特博士说道。
MC1R就像一个分子开关：活性高时，细胞产生深色色素；活性低时，则产生浅色色素。研究人员通过细胞培养证明，单个基因突变可以增加或减少该开关的活性。多个突变一起出现时，可能互相加强或抵消，从而形成单靠一个突变无法产生的颜色模式。
探究基因的作用
该研究源于乌普萨拉大学进行的一项基因组研究，其中分析了一万多只鸡的基因组。该研究发现MC1R是一个特别容易变异的基因位点。在莱比锡大学鲁道夫·舍恩海默生物化学研究所，Stäubert和Aenne-Dorothea Liebing凭借他们在受体分子功能分析方面的丰富经验，搞清楚了MC1R基因变异如何影响受体功能，以及最终如何决定羽毛颜色。
作为这项工作的补充，柏林夏里特医学院Patrick Scheerer博士领导的团队分析了这些突变在结构上带来的变化。莱比锡和柏林的这次合作促成了这项研究发表，而合作是在莱比锡大学设立的协作研究中心1423——“GPCR激活与信号传导的结构动力学”框架下启动的。
该研究展示了新的基因变异如何能够产生并扩散——这一过程体现了进化的基本原理，在仅几千年的短暂时间跨度内表现得尤为突出。这些发现不仅对基础研究具有重要价值，还可能帮助动物育种者更好地预测和有针对性地调控毛色特征。在未来的研究中，研究人员计划调查在家鸡中观察到的类似进化模式是否也出现在其他脊椎动物中。
更多详情： Cheng Ma等人，《家鸡中MC1R蛋白的超快速进化及与之相关的羽色进化》，《美国国家科学院院刊》（2026年）。DOI: 10.1073/pnas.2605288123
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