图片来源：petsmart.com
2015年，当爬行动物饲养员Steve Sykes看到两只很特别的豹纹壁虎被拍卖时，他知道他必须拥有它们。这种胖蜥蜴的身体上布满了黑点，这些黑点使这个物种有了共同的名字。从人的视线高度看，它们好像在微笑。但与豹纹守宫的其他成员不同的是，这些壁虎是“柠檬霜”壁虎：它们从头底部到尾巴根部呈淡黄色，就像它们在柠檬汁中被浸过一样。就在这一代壁虎之前，育种者创造了这个品种，也称为“变种”。 稀有与美丽的结合使这两只壁虎立刻吸引了Sykes。他购买了这对壁虎，并将他们命名为Frosty先生和Frosty女士。
非常成功，以至于今天出售的大多数豹纹壁虎都不是野生的。相反，主人通过选择性繁殖和随机运气混合创造了数十种变体。
“当一个全新的基础变种出现时，这是一件大事，无论它是什么变种。因此，当柠檬霜被拍卖时，这绝对是我想添加到我收藏品中的东西，” Sykes说道，他拥有一家名为Geckos Etc. Herpetoculture的企业。“当我第一次接触这个变种时，我不知道它有任何问题。”
问题出现在了Frosty先生的后代身上。Sykes将雄性与他拥有的其他豹纹壁虎进行了繁殖，以生产更多令人艳羡的柠檬霜。拍卖会一年后，他注意到一些幼体身体上长出小的白色肿块。他说，随着时间的推移，这些肿块很明显是肿瘤。事实证明，超过80%的具有这种变体的壁虎都患有一种罕见的皮肤癌，这种皮肤癌是由称为虹膜细胞的色素生成细胞引起的。
图片来源：L. Guo et al., in PLOS Genetics, 2021; Steve Sykes
Sykes想知道是否有什么培育办法能让柠檬霜避免这种命运。癌症和独特的颜色是否有某种密不可分的联系？加利福尼亚大学洛杉矶分校的进化遗传学家Leonid Kruglyak和他的同事使用Sykes的壁虎破解了柠檬霜的遗传密码，并发现一个基因同时控制着颜色和癌症。
佐治亚大学的遗传学家Douglas Menke（他是这项研究的咨询顾问，但没有直接参与研究工作）说：“与爬行动物相关的分子遗传研究很少，所以当我看到一个团队能够追踪一个有趣特征的遗传基础时，这真是太棒了。”
这项研究也为研究人类黑色素瘤开辟了新的途径，黑色素瘤是一种侵袭性的色素生成细胞癌症。在美国，每年大约有10万人被新诊断出患有这种疾病，每年有7000多人死于这种疾病。
壁虎的探索工作
2017年，在Sykes发现柠檬霜变体具有肿瘤倾向后不久，他说他接到了Kruglyak实验室博士后研究员郭龙华的电话，郭龙华研究的是人类遗传学。郭曾在网上看过豹纹壁虎的照片，他对它们的基因如何控制其富有活力和变化的图案很着迷。郭说，经过两个小时的交谈，Sykes说服他研究柠檬霜肿瘤之谜。
由于Sykes在注意到癌症之前就已经在培育壁虎并打算出售它们，因此研究人员可以接触到Frosty先生的数十个子孙。他们通过切下一小块壁虎的尾巴或擦拭它的脸颊内侧来收集DNA样本，郭说，这是相对容易的任务，因为蜥蜴的性情温和。然后，该团队将柠檬霜壁虎的测序基因组与标准豹纹壁虎的现有基因组进行了比较。
结果再清楚不过了:柠檬霜壁虎拥有一个叫做SPINT1的突变基因。该基因的另一个拷贝，以及非柠檬霜豹纹壁虎的两个拷贝，在DNA序列上没有这些差异。
“事实证明，SPINT1基因可以解释所发生的事情，因为研究人员已经在斑马鱼、小鼠和人类中发现了SPINT1基因。该基因的突变与皮肤细胞肿瘤有关，”郭说。高倍显微镜下观察到的柠檬霜肿瘤显示，虹膜细胞数量增加，这使得一些蜥蜴鳞片呈白色。
郭和他的团队提出，SPINT1基因的突变副本导致柠檬霜壁虎过度生成这些细胞。 这种过度生成会导致其身体整个背景更白，使它们的黄色看起来更亮、更明显，这也可能导致它们在以后的生活中患上皮肤肿瘤。该研究由郭、Sykes、Kruglyak及其同事撰写，于周四在PLOS Genetics上发表。
柠檬霜模式生物
研究人员仍然不知道为什么有些柠檬霜壁虎比它们的兄弟姐妹患有更严重的癌症，或者为什么其它柠檬霜壁虎（包括Frosty先生本人）从未发展出可见的肿瘤。“为什么壁虎A完全没有肿瘤，而壁虎B的肿瘤很小且长时间完全处于休眠状态，但壁虎C的肿瘤生长非常快且非常活跃？” Sykes问道。“这对我来说一直是个问题。”
新西兰奥塔哥大学保护基因组学研究员Lara Urban（未参与该研究）表示，回答这个问题可能有助于科学家更好地了解某些癌症是如何在人类中发展的。“我确实认为该问题会对癌症研究产生影响，因为我们现在对SPINT1基因的遗传通路保守性有了更好的了解，”她说。“它也将成为一个潜在的新模式生物，用于研究皮肤癌发展和促进实际治疗发展。”
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Urban补充说，也许某些蜥蜴体内存在肿瘤抑制基因，可以阻止癌症的发生，而其他蜥蜴则没有。如果肿瘤不可避免，它们可能会表现出用当前方法无法检测到的化学特征。这增加了人们最终发明诊断人类临床前黑色素瘤的可能性。
尽管柠檬霜变种可能作为研究品系被培育出来，但Sykes表示，这种蜥蜴不太可能再次作为业余爱好者的宠物而出售。
“我们已经停止繁殖柠檬霜，也无意在未来再次开始，”他说。“我的目标是培育出美丽、完美、健康的壁虎。而且我们似乎不可能从这种肿瘤表型中分离出柠檬霜基因。”
撰文：Maddie Bender，《科学美国人》的2021年AAAS大众媒体研究员。她最近获得了耶鲁大学公共卫生学院微生物疾病流行病学硕士学位。
翻译：魏书豪
审校：郭晓
引进来源：科学美国人
本文来自：中国数字科技馆
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