狗狗为什么眼睛全黑?
狗是哺乳动物,而大多数的哺乳动物的眼球都是呈黑色的(除了某些海兽胃液),例如大鼠、小鼠、猪、羊等。所以,从生物进化上说,狗的眼睛应该是黑的。 然而,人类在进化过程中,眼球的颜色是由遗传决定的。如果父母的眼球颜色深,那么子女多半会有深色眼珠;而如果父母其中一方或者双方都是浅色的虹膜,那么生下来的孩子多数会是褐色的眼睛。这主要是由于决定眼睛颜色的DNA位点不同所致。 而基因控制眼的色素的表达,基因的表达又受到很多信号通路的影响和调控。最近,我们对其中一条信号通路有了新认识,该道路可能通过影响基因的表达来调控黑色素颗粒的数量和质量,从而改变眼睛的颜色。这条通路可能是通过G蛋白偶联受体家族中的GPR143受体的途径实现。 我们研究组前期已经证明,GPR143受体参与调节黑色素细胞的增殖和迁移【1】,而最新的科研成果显示,这一受体还可能与视网膜的外层细胞(杆状细胞和外锥状细胞)通讯有关,这些细胞能够感知光线的强暗变化并调节瞳孔的大小【2】。我们认为GPR143可能在视觉功能方面起到重要作用。
我们发现了这条通路的重要分子cAMP作为第二信使的角色,它可能通过激活PKA激酶进而触发下游的信号分子,最终达到调控眼睛色素含量的目的。 在我们实验室的前期工作基础上,美国弗吉尼亚大学Thomas C. Südhof教授课题组最近进一步证实了我们的发现,即GPR143可能通过cAMP/PKA通路调控与眼睛颜色有关的蛋白质酪氨酸磷酸化程度,进而影响眼睛的颜色。他们研究发现,当给小鼠注射阻断cAMP生成的关键酶(ADP-核糖基转移酶)抑制剂时,幼鼠眼睛颜色逐渐由黑色变成灰色,而成年鼠眼睛则变为红色。当用增加cAMP生成的方法处理动物时,眼睛的颜色会回复到一个更“正常”的状态——淡黄色。这些结果都在一定程度上验证了我们之前的假设【3】。
目前,我们对眼睛颜色调节的机制的认识尚浅,还有非常多的问题有待解决。例如,除GPR143之外,还有哪些分子参与了这一通路?它们之间如何协同作用?这些问题的答案可能需要我们更深一步的研究。