貓咪有著複雜多樣的顏色和花紋，有些仍然保留著與野生貓科動物相似的花紋，比如魚骨狀的虎斑，還有一些在與人類相伴的過程中，經過選育出現了新的花色組合。
▲
▲
美國哈森阿爾法生物技術研究院（HudsonAlpha Institute for Biotechnology）的遺傳學家Greg Barsh教授是研究動物顏色和花紋多樣性的專家。最近，他的研究團隊在學術期刊
Nature Communications
上發表了一篇論文，
▲
。
和我們的膚色與頭髮顏色一樣，貓咪的毛髮顏色與黑色素有關。黑色素細胞在發育過程中均勻分佈，但單個毛囊內的旁分泌訊號分子控制著黑色素顆粒的產量和型別，因此產生了或深或淺、特徵不同的毛髮。
貓有兩種型別的黑色素，
貓咪的花色不影響擼貓的手感，倒是一個適合一邊擼一邊思考的有趣問題（圖片來源：123RF）
。比如虎斑貓的典型毛色是淺色背景上有規律間隔的深色斑紋，Barsh教授先前的研究就發現，
利用組織形態學分析和先進的單細胞基因表達分析，揭示了貓咪身上的花紋是怎麼來的
一種呈現較深的黑褐色，為真黑素（eumelanin），一種呈現較淺的紅棕色，為棕黑素（pheomelanin）
。
隨著毛髮不斷生長-脫落-生長的迴圈週期和細胞的分裂，每個毛囊的花色特徵保持不變，因此出生時毛髮形成的斑點或條紋，出生後隨著生長按比例擴大。
在
？這項新研究回答了這個問題。
深色斑紋部位，毛囊底部表達的內皮素3基因會控制真黑素的產生多於棕黑素，因此這些部位的毛髮顏色更深
如果把每個毛囊想象成一部有特定程式的印表機，保證了打印出來的毛髮有固定的花色，那麼毛囊的列印程式又是什麼時候、怎麼建立的呢
▲
，獲取了不同發育階段的面板樣本，並分析了組織切片中不同型別細胞表達的基因和蛋白。
科學家們的一個重要發現是，
▲
，一部分割槽域會增厚。隨後，到了胚胎髮育後期（第22階段），出現了發育良好的毛囊，可根據產生的黑色素型別進行分類：深色區域主要產生真黑素，淺色區域主要產生棕黑素。
▲
Greg Barsh教授是研究動物顏色和花紋多樣性的專家（圖片來源：哈森阿爾法生物技術研究院）
科研人員從家貓的胚胎髮育階段開始研究
早期的表皮厚度變化對斑紋的形成有什麼影響呢？研究人員比較了兩種典型斑紋的形成過程，即
在發育早期（胚胎髮育第16階段），在黑色素進入表皮、毛囊還沒有成形之前，胚胎的表皮厚度首先會出現變化
，前者像大理石一樣有大塊深色區域，後者以狹窄的深條紋為典型特徵。
這兩種花色由同一個基因（
Taqpep
基因）的不同基因型決定。在發育過程中，來自鯖魚紋基因型（TaM/TaM）的胚胎，表皮增厚區域呈現出垂直方向的條紋狀，並被較寬的薄表皮區域間隔；相比之下，來自大理石紋基因
型
（Tab/Tab）的胚胎，胚胎脅腹側的表皮增厚區域更寬。這些特徵與以後的毛髮斑紋顯示出一致性。
▲
▲
▲
胚胎髮育不同階段的貓面板組織學，可看到後期出現了不同顏色的毛囊
另一個重要發現是，
（圖片來源：參考資料[1]）
。
大理石紋（Blotched pattern）和鯖魚紋（Mackerel pattern）
，抑制訊號分子Wnt蛋白。Dkk4在胚胎表皮的表達是動態的，在胚胎髮育第16階段，也就是表皮增厚的階段特別活躍，標記了哪些區域將產生毛囊，並且這些毛囊往後會生產黑色素。
有些貓沒有明顯的深色條紋而是呈現出細小的斑點，也稱為
▲
。還有一類沒有條紋的貓咪，花色為規律間隔的大斑點，比如埃及貓（Egyptian Mau）。
過去認為，條紋的消失與所謂的麻紋基因（
Ticked
）有關，攜帶一份麻紋基因時，貓咪腿和尾巴以外的部位條紋消失；擁有一對麻紋基因，條紋完全消失。麻紋基因
常被用於繁育單色的貓，例如阿比西尼亞貓（Abyssinian）、緬甸貓（
Burmese
）
等
▲
▲
而這項研究透過全基因組測序資料發現，
鯖魚紋和
。典型的熱帶草原貓（Savannah cat）身上是規律的大斑點，但也有少數呈現為細密小斑點（麻紋）。在麻紋熱帶草原貓體內，
Dickkopf 4
同樣發生了特有的突變，與黑斑變小和數量增加有關。
研究人員綜合各項分析認為，
Dickkopf 4
可
能
就
是
麻紋
基因
，透過在面板角質形成細胞中表達Dkk4蛋白影響花紋的建立，導致最終形成的花紋變得細密。
雖然這項研究主要關注小貓咪的花紋是怎麼來的，但研究作者認為，
大理石紋
紋
的貓咪，胚胎髮育早期的表皮厚度出現條紋狀變化，且條紋的粗細間隔與日後的毛色深淺（以黑色和黃色分別代表深淺）模式相一致（圖片來源：參考資料[1]）
。
圖片來源：123RF