แมว (Felis catus) นั้นเป็นหัวข้อที่ได้รับความสนใจมาในตลอดประวัติศาสตร์ของมนุษย์ ซึ่งสร้างความงุนงงและก่อให้เกิดคำถามมากมายตั้งแต่ต้นกำเนิด นิสัย พฤติกรรม ความน่าหลงใหล ไปจนถึงสีขนที่ดูสะดุดตาอย่างสีส้ม
จนใครหลายคนถึงกับกล่าวว่า แมวเป็นสัตว์ที่ค่อนข้างสมบูรณ์แบบ อย่างน้อยก็ตามหลักฐานฟอสซิลที่ชี้ให้เห็นว่าแมวมีการเปลี่ยนแปลงทางวิวัฒนาการเพียงเล็กน้อย ทว่ากลับมีประสิทธิภาพสูงสุดในการเอาชีวิตรอด จนมันได้เดินทางมาถึงรูปแบบทางพันธุกรรมที่ ‘สมบูรณ์แบบ’ แล้ว
“คุณสามารถเรียนรู้ทุกอย่างเกี่ยวกับพันธุกรรมได้จากแมวของคุณ” เลสลี ไลออนส์ (Leslie Lyons) นักวิทยาศาสตร์สัตวแพทย์ผู้เชี่ยวชาญด้านพันธุกรรมแมวแห่งมหาวิทยาลัยมิสซูรีกล่าว ซึ่งเป็นคำกล่าวที่คู่ควร เนื่องจากนักวิทยาศาสตร์พบความแปลกประหลาดมากมายในพันธุกรรมของแมว
ทว่ากลับมีอย่างหนึ่งที่ทำให้ผู้เชี่ยวชาญ ‘ไม่เข้าใจ’ มานานหลายทศวรรษนั่นคือ ‘สีส้ม’ มันเป็นสีขนที่ไม่ควรจะมีอยู่ในแมวบ้าน แต่ทว่ากลับพบเห็นไปทั่วและดูเหมือนว่าส่วนใหญ่จะเกิดขึ้นกับแมวตัวผู้เท่านั้น
ตอนนี้งานวิจัยใหม่ 2 ชิ้นจากมหาวิทยาลัยคิวชูในญี่ปุ่น และมหาวิทยาลัยสแตนฟอร์ด ซึ่งเผยแพร่พร้อมกันบนวารสาร Current Biology ได้ให้ข้อสรุปที่คล้ายกัน นั่นคือ แมวส้มมีความพิเศษที่ไม่เหมือนใครจริง ๆ
“(ขนสีส้มของแมว) ได้รับการยอมรับมานานกว่าศตวรรษแล้วว่าเป็นข้อยกเว้นของกฎทางพันธุกรรมที่อธิบายสีสันในสัตว์เลี้ยงลูกด้วยนมส่วนใหญ่” คริสโตเฟอร์ เคลิน (Christopher Kaelin) นักพันธุศาสตร์และหัวหน้าคณะผู้จัดทำการศึกษาวิจัยที่มหาวิทยาลัยสแตนฟอร์ดกล่าว
งานวิจัยก่อนหน้านี้หลายชิ้นได้ให้เบาะแสไว้ว่า สีส้มในแมวบ้านนั้นดูเหมือนจะเกี่ยวข้องกับเพศในโครโมโซม X เนื่องจากส่วนใหญ่เกิดขึ้นในแมวตัวผู้ที่มีโครโมโซม X ตัวเดียว (ตัวผู้ XY, ตัวเมีย XX) แมรี ไลออน (Mary Lyon) นักพันธุศาสตร์ชาวอังกฤษได้ยืนยันทฤษฎีนี้ในปี 1961
ผ่านการค้นพบสิ่งที่เรียกว่า X-inactivation ซึ่งก็คือ การที่เซลล์ของสัตว์เลี้ยงลูกด้วยนมเพศเมียจะปิดการทำงานของโครโมโซม X ที่เป็น 1 ใน 2 อันที่พวกมันได้รับมาจากพ่อแม่โดยสุ่ม สิ่งนี้ช่วยให้สัตว์เลี้ยงลูกด้วยนมส่วนใหญ่รวมถึงมนุษย์และแมว มีความเสี่ยงต่อภาวะแทรกซ้อนทางพันธุกรรมน้อยลงมาก
ลูกแมวตัวผู้ก็เช่นเดียวกับสัตว์เลี้ยงลูกด้วยนมส่วนใหญ่ที่มีโครโมโซม X หนึ่งตัวและโครโมโซม Y หนึ่งตัว แมวตัวผู้ที่พ่อแม่มีสีส้มก็จะมีโครโมโซมที่กลายพันธุ์เป็นขนสีส้มเพียงชุดเดียวเท่านั้น เมื่ออยู่กับแมวตัวผู้ที่เป็น XY สีส้มก็จะแสดงออกมาได้ แต่หากเป็นแมวตัวเมีย ปรากฏการณ์ X-inactivation อาจทำให้สีส้มไม่ปรากฏขึ้น
“แล้วคุณจะรู้ได้อย่างไรว่า ลักษณะที่มองเห็นได้(เช่นขนสีส้ม) เกิดจากการเปลี่ยนแปลงในลำดับดีเอ็นเอ” เกร็ก บาร์ช (Greg Barsh) นักพันธุศาสตร์และผู้เขียนอาวุโสของการศึกษาวิจัยที่มหาวิทยาลัยสแตนฟอร์ด กล่าว “คำตอบนั้นง่ายมาก นั่นคือ คุณจะเห็นว่ามันถ่ายทอดมาจากพ่อแม่สู่ลูก”
ตลอดหลายปีที่ผ่านมา นักวิทยาศาสตร์ค่อย ๆ เข้าใกล้ตำแหน่งที่น่าจะเป็นจุดกลายพันธุ์ที่สำคัญในจีโนมของแมวนี้ แต่ก็ดูเหมือนว่าจะยังแค่เฉียดไปเฉียดมาเท่านั้น นักวิจัยไม่เคยระบุได้ชัดเจนเลยว่ายีนไหนกันแน่ที่ทำให้แมวมีขนสีส้ม
“บริเวณที่มีแนวโน้ม จะมียีนมากกว่า 10 ยีน ซึ่งไม่มียีนใดเลยที่ทราบกันว่าควบคุมเม็ดสี” ฮิโรยูกิ ซาซากิ (Hiroyuki Sasaki) นักพันธุศาสตร์และผู้เขียนอาวุโสของการศึกษาวิจัยที่มหาวิทยาลัยคิวชูกล่าว
ดังนั้นซาซากิและทีมงานของเขาจึงตัดสินใจจัดลำดับจีโนมทั้งหมดของแมวที่มีสีขนต่างกัน เพื่อแยกแยะรูปแบบต่าง ๆ บนโครโมโซม X ในทำนองเดียวกัน ทีมวิจัยจากมหาวิทยาลัยสแตนฟอร์ดก็ได้รวบรวมข้อมูลต่าง ๆ จากแมวหลายสายพันธุ์ เพื่อนำมาเปรียบเทียบลำดับดีเอ็นเอของแมวส้มกับแมวที่ไม่ใช่สีส้มโดยตรง
แล้วทุกอย่างก็ ‘ยูเรก้า!’ ทั้งสองทีมพบการกลายพันธุ์หรือที่เรียกกันเล่น ๆ ว่า ‘Meow-tation’ (ล้อกับคำว่า Mutation ที่แปลว่าการกลายพันธุ์) ตรงบริเวณที่ใกล้เคียงกับยีน ARHGAP36 ซึ่งอันที่จริงแล้ว ยีนตัวดังกล่าวนี้ไม่ได้มีความเกี่ยวข้องกับการสร้างเม็ดสีเลย ดังนั้นเรื่องราวจึงซับซ้อนขึ้น
“เซลล์เม็ดสีของหนู เซลล์เม็ดสีของมนุษย์ หรือเซลล์เม็ดสีของแมวที่ไม่ใช่สีส้ม ไม่มีการแสดงออกของยีน ARHGAP36 เลย” เคลิน กล่าว “การกลายพันธุ์ในแมวสีส้มดูเหมือนจะกระตุ้นให้เกิดการแสดงออกของยีน ARHGAP36 ในเซลล์ชนิดหนึ่ง ซึ่งก็คือ เซลล์เม็ดสี ที่ปกติแล้วจะไม่แสดงออกมา”
กล่าวอีกครั้ง การกลายพันธุ์ในบริเวณอื่นของดีเอ็นเอที่ใกล้เคียงกับจุดที่ยีน ARHGAP36 อยู่ กลับไปส่งผลให้ยีนตัวนี้ไปกระตุ้นการสร้างสีของเซลล์เม็ดสี เคลิน อธิบายว่า การกลายพันธุ์ไม่ได้ขัดขวางการแสดงออกของยีนในจีโนมแมว แต่ก็มีผลต่อกิจกรรมของยีน โดยเฉพาะในเซลล์ที่ผลิตเมลานิน
“นั่นเป็นการกลายพันธุ์ประเภทที่แปลกมาก” บาร์ช เสริม
ตามรายงานจากมหาวิทยาลัยคิวชู ระบุว่า ยีน ARHGAP36 มีการทำงานเพิ่มขึ้นจนอาจกระตุ้นให้มีการสร้างเม็ดสีในระดับที่สูงขึ้นจนมีฟีโอเมลานินและขนสีน้ำตาลแดงมากขึ้น (สีสัตว์เลี้ยงลูกด้วยนมได้รับผลจากเมลานิน 2 ประเภทคือ ยูเมลานิน ที่ทำให้เกิดสีน้ำตาลและสีดำ กับฟิโอเมลานิน ที่ทำให้เกิดสีเหลือง แดง หรือส้ม)
แมวส้มนั้นมีชื่อเสียงว่ามีพฤติกรรมที่ไม่เหมือนแมวสีอื่น ๆ แม้จะยังไม่มีหลักฐานทางวิทยาศาสตร์ที่สนับสนุนแนวคิดนี้ แต่การค้นพบยีน ARHGAP36 ก็ทำให้นักวิทยาศาสตร์บางคนตั้งสมมติฐานเล่น ๆ ว่าอาจเป็นยีนตัวนี้นี่เองที่ทำให้แมวส้มมีพฤติกรรมเป็นแมวส้ม
เนื่องจากยีน ARHGAP36 นั้นมีผลต่อการทำงานทั่วร่างกายรวมถึงสมองและต่อมฮอร์โมน ดังนั้นหากมีการกลายพันธุ์ที่ทำให้ยีน ARHGAP36 ทำงานเปลี่ยนไป ก็เป็นไปได้ว่าอาจทำให้แมวมีพฤติกรรมเปลี่ยนไปด้วย ทั้งนี้ยังเป็นแค่สมมติฐานเท่านั้น ยังไม่มีหลักฐานใด ๆ มาสนับสนุน
“เนื่องจาก ARHGAP36 ไม่ได้แค่แสดงออกแต่ในเซลล์เม็ดสีเท่านั้น แต่ยังอยู่ในสมองและต่อมฮอร์โมนอีกด้วย” ซาซากิ กล่าว “ความเป็นไปได้ที่น่าสนใจคือยีน ARHGAP36 ที่แสดงออกเปลี่ยนไปนี้ทำให้กิจกรรมของเซลล์ประสาทและแม้แต่พฤติกรรมเปลี่ยนไปได้หรือไม่?”
นอกจากคำถามด้านพฤติกรรมที่ต้องการคำตอบแล้ว ยังมีคำถามเกี่ยวกับต้นกำเนิดของแมวที่นักวิทยาศาสตร์สนใจเพิ่มเติมอีก เนื่องจากในประวัติศาสตร์ที่ผ่านมามีการพบหลักฐาน ‘แมว 3 สี’ ที่มีสีส้มชัดเจน ดังนั้นการกลายพันธุ์ดังกล่าวจึงย้อนกลับไปได้ไกล และไม่แน่อาจไกลถึงอารยธรรมอียิปต์โบราณ
“แนวคิดหนึ่งคือ การศึกษาภาพวาดแมวอียิปต์โบราณ หรือแม้แต่การทดสอบดีเอ็นเอจากมัมมี่แมว เพื่อดูว่าแมวในสมัยนั้นมีสีส้มหรือไม่” ซาซากิ กล่าว “มันเป็นแนวคิดที่ทะเยอทะยาน แต่ผมก็ตื่นเต้นที่จะได้ลองดู”
สืบค้นและเรียบเรียงข้อมูล : วิทิต บรมพิชัยชาติกุล
ที่มา
https://www.cell.com/current-biolog
https://www.scientificamerican.com