ไขความลับ ‘แพนด้าสีน้ำตาล’ มีสีขนแปลก เพราะ ‘ยีนกลายพันธุ์’

ไขความลับ “แพนด้าสีน้ำตาล” (Brown Panda) หรือ “แพนด้าฉินหลิ่ง” ทีมนักสัตววิทยาของจีนระบุต้นกำเนิดทางพันธุกรรม ทำให้ “หมีแพนด้า” กลายพันธุ์ มีขนสีน้ำตาล แตกต่างจากแพนด้าทั่วไป

ในปี 1985 พบ “แพนด้าสีน้ำตาล” ตัวแรกของโลก มีสีขนแตกต่างจาก “หมีแพนด้า” ทั่วไปที่มีจนสีขาว และดำ ซึ่งสร้างความฮือฮาให้แก่ผู้ที่ได้พบเห็น โดยตั้งชื่อให้มันว่า “ดันดัน” นักวิทยาศาสตร์พยายามหาคำอธิบายว่าทำไมมันถึงมีขนแตกต่างจากตัวอื่นมาโดยตลอด

ทีมวิจัยของคณะนักวิทยาศาสตร์จากสถาบันสัตววิทยา สังกัดสถาบันบัณฑิตวิทยาศาสตร์จีน ได้เผยแพร่การค้นพบที่จะไขคำตอบของปริศนาสีขนแพนด้าน้ำตาล ระบุว่าขนสีน้ำตาลนี้ เป็นการกลายพันธุ์ในยีนบีเอซีอี2 (Bace2) ซึ่งผลิตเอนไซม์ของโปรตีนตั้งต้น อาจเป็นต้นกำเนิดทางพันธุกรรมอันเป็นสาเหตุให้เกิดขนสีน้ำตาลและสีขาว

ภาพเปรียบเทียบขนหมีแพนด้าทั่วไปกับแพนด้าสีน้ำตาล

 

‘แพนด้าสีน้ำตาล’ เกิดจาก ‘ยีนกลายพันธุ์’

นักวิจัยได้วิเคราะห์รูปแบบขนและการถ่ายทอดทางพันธุกรรมของดันดัน และ “ชีไจ่” แพนด้ายักษ์ขนสีน้ำตาลและสีขาว เพศผู้ เกิดเมื่อปี 2009 ซึ่งได้รับการเลี้ยงดูของมนุษย์ โดยนำมาเปรียบเทียบกับจีโนมกับแพนด้ายักษ์จำนวน 192 ตัว

พวกเขาพบว่าทั้งดันดันและชีไจ่ มีการกลายพันธุ์สองชุดในยีน Bace2 หนึ่งชุดจากพ่อแม่แต่ละตัว และนี่คือ “พื้นฐานทางพันธุกรรมที่เป็นไปได้มากที่สุด” สำหรับการแปรผันของสีน้ำตาลและสีขาวในแพนด้ายักษ์

หลังจากวิเคราะห์ขนของชีไจ่แล้ว นักวิทยาศาสตร์พบว่าเมลาโนโซมของแพนด้าสีน้ำตาลมีขนาดเล็กกว่าแพนด้าขาวดำโดยเฉลี่ย 55% และขนของพวกมันมีเมลาโนโซมน้อยกว่า 22%

“ชีไจ่” แพนด้าสีน้ำตาลที่เป็นที่รู้จักมากที่สุด

การวิเคราะห์จีโนมของแพนด้าสีน้ำตาลทั้งสามครอบครัว ได้แก่ ชีไจ่และพ่อแม่, ชีไจ่และครอบครัว (เมีย/ลูก) และครอบครัวของดันดัน (คู่ครอง/ลูก) เผยเห็นว่าการถ่ายทอดทางพันธุกรรมมีแนวโน้มจะส่งผลให้เม็ดสีลดลง โดยนักวิทยาศาสตร์พบว่าแพนด้าสีน้ำตาลขาดคู่เบส DNA 25 คู่ จากยีน Bace2 ที่กลายพันธุ์

พ่อแม่ของชีไจ่ รวมทั้งลูกของชีไจ่ มีสีขาวดำเป็นปรกติ มียีนกลายพันธุ์หนึ่งชุดและยีนที่ไม่กลายพันธุ์หนึ่งชุด จากรูปแบบการถ่ายทอดทางพันธุกรรมนี้ ทำให้นักวิทยาศาสตร์สรุปว่าแพนด้าจะมีสีน้ำตาล หากได้รับยีนกลายพันธุ์จากพ่อแม่ทั้งคู่

เพื่อยืนยันว่าการกลายพันธุ์อยู่เบื้องหลังการสูญเสียเม็ดสี ทีมงานได้ใช้เทคโนโลยี CRISPR-Cas9 ซึ่งเป็นการดัดแปลงพันธุกรรมด้วยยีนกลายพันธุ์ กับหนูสีดำ เพื่อให้ยีน Bace2 กลายพันธุ์ และผสมพันธุ์จนได้ลูกออกมามีขนสีน้ำตาลอ่อน 

หนูที่มีขนสีน้ำตาลมาตรวจเมลาโนโซม พบว่าหนูมีเมลาโนโซมน้อยลง เช่นเดียวกับขนของซีไจ่ 

(ซ้าย) หนูทั่วไปที่มีขนสีดำ (ขวา) หนูขนสีน้ำตาลที่มียีนด้อย

‘แพนด้าสีน้ำตาล’ พบได้ที่ เทือกเขาฉินหลิ่งเท่านั้น

แพนด้ายักษ์ส่วนใหญ่นั้นอาศัยอยู่ทางตะวันตกเฉียงใต้ของมณฑลเสฉวน โดยจะมีเพียงสีขาวดำอย่างที่เห็นกันทั่วไป และเป็นเรื่องที่น่าแปลกที่แพนด้าสีน้ำตาลทั้งหมดที่พบมาตั้งแต่ปี 1985 จนถึงปัจจุบัน ล้วนอาศัยอยู่บนเทือกเขาฉินหลิ่ง ในมณฑลส่านซีทั้งสิ้น

จากการทดสอบแพนด้าจากทั้งเสฉวนและส่านซี พบว่ามีแต่แพนด้าในเทือกเขาฉินหลิ่งเท่านั้นที่มียีนกลายพันธุ์ ยิ่งเป็นการสนับสนุนแนวคิดที่ว่าแพนด้าสีน้ำตาลจะเกิดขึ้นในภูมิภาคนี้เท่านั้น

หู อี้ป๋อ นักพันธุศาสตร์จากสถาบันสัตววิทยา หนึ่งในทีมวิจัย บอกกับ Nature ว่า แพนด้าในฉินหลิ่งอาจจะแยกออกจากแพนด้าในเสฉวนเมื่อประมาณ 300,000 ปีก่อน เพราะแพนด้าสีน้ำตาลมีกะโหลกที่เล็กกว่าแพนด้ายักษ์ทั่วไป

ผู้เขียนงานวิจัยนี้ระบุว่า การศึกษาในครั้งนี้ไม่เพียงแต่ตอบคำถามได้ว่าทำไมแพนด้าบางตัว เช่น ดันดันและชีไจ่ถึงมีขนสีน้ำตาล แต่ยังจะเป็นแนวทางในการเพาะพันธุ์แพนด้าสีน้ำตาลที่หายากได้อีกด้วย 

อย่างไรก็ตาม การกลายพันธุ์ของ Bace2 มีความเชื่อมโยงกับโรคอัลไซเมอร์ในมนุษย์ ดังนั้นจึงมีความเป็นไปได้ที่การกลายพันธุ์จะมีผลกระทบอื่นอีก แต่สำหรับหมีแพนด้าสีน้ำตาล นักวิจัยยังไม่พบว่ามีผลกระทบอะไร พวกมันสามารถสืบพันธุ์ได้ปรกติ ซึ่งทีมวิจัยจำเป็นต้องทำการศึกษาเพิ่มเติม

 

ที่มา: El Pais, South China Morning Post, Xinhua