在上一篇文章中，我們討論了球蟒白化基因的種類，與 Toffee, Albino 這兩個基因的分子機制。在這篇文章中。就讓我們來聊聊 Lavender Albino 與 Ultramel 的分子機制吧。
神奇傳送門👉球蟒的白化基因與分子機制（上）
薰衣草白化(Lavender Albino）的分子機制
薰衣草白化（Lavender Albino）的特色與 Toffee 相似，在剛出生時與普通 Albino 類似，但具有較高的對比，隨著個體成長，白色的區域會逐漸轉為薰衣草色。其也是許多雙隱計劃不可或缺的基因，如 Grail (Lavender Albino Clown), Dreamsicle (Lavender Albino Pie)等。儘管 Lavender Albino 與 Toffee 的表現看似相似，兩基因卻無法互補，這又是為什麼呢？
原來，Lavender Albino 的突變位點，並不是在TYR上，而是另一個基因OCA2上。與TYR製造的 tyrosinase 不同，OCA2基因突變並不會直接影響黑色素合成的生化途徑，而是與黑色素小體的pH值有關。黑色素小體（melanosome）是細胞中黑色素製造的位置：在表皮組織中，製造黑色素的細胞稱作melanocyte，這種細胞會分泌黑色素，並運送到周圍的皮膜細胞，產生黑色素沉澱。在melanocyte中，製造黑色素的胞器稱作melanosome，裡面包含許多黑色素合成相關的蛋白質，包含剛剛提到的tyrosinase。
OCA2基因負責製造黑色素小體膜上的一種氯離子通道（chloride channel)。由於這個氯離子通道與維持黑色素小體的pH值有關，OCA2突變，將會導致黑色素小體的pH值失衡，使黑色素合成相關酵素的活性下降，間接導致黑色素產生降低。值得注意的是，Lavender Albino 的 tyrosinase 並無缺失，符合T+白化的定義；而OCA2突變，並不會使黑色素完全缺失，使其能夠維持部分黑色素製造的能力。因此 Lavender Albino 會隨著個體成長，黑色素逐漸沉澱，形成薰衣草色與橘黃色交錯的外表。
接著，研究人員同樣搜集了許多 Lavender Albino 個體的蛻皮，並分析了其OCA2基因的突變位點，發現無一例外，所有的Lavender Albino皆在OCA2基因上有一段DNA缺失（deletion)，導致其OCA2基因失去功能。比起Albino與Toffee，這個是不是就單純許多了呢？OCA2 deletion = Lavender Albino。也因此在基因檢測時，我們可以預期 Lavender Albino 的檢測結果可能會有更高的一致性。
超級焦糖(Ultramel) 的分子機制
有關注懶蛇的朋友，應該都知道 Ultramel 是目前懶蛇最喜歡的基因，沒有之一。但Ultramel 的分子機制，卻是複雜得許多，這邊我們就來一起看看吧！
Ultramel 超級焦糖球蟒亞成體
Ultramel 的外表呈現深棕色至焦糖色，與其他T+ 白化的種類相比，有較高的黑色素含量。因此，Ultramel 突變所影響的基因，對黑色素合成過程之影響，應該小於其餘的白化種類。依照此線索，科學家定位出一個可能的突變位點，位於TYRP1基因上，為單點錯義突變（missense mutation)，稱作TYRP1R305H。TYRP1基因與TYR基因不同，在黑色素合成過程中沒有關鍵性的影響，只負責產生出一個輔助性的蛋白質。因此，此位點的突變只會導致輕微的黑色素缺失。
然而，當學者嘗試分析所有的 Ultramel 樣本時，卻發現不是所有Ultramel都是TYRP1R305H突變的同型合子，進一步分析發現，除了TYRP1R305H外，另一個TYRP1基因片段的缺失（deletion)，也會造成一樣的效應，因此我們所認知的Ultramel基因，事實上是有兩種不同種類的（i.e., TYRP1R305H與TYRP1deletion)！
RGI在談到這個現象時，將 Ultramel 這兩個突變形式稱作Ultramel A 與 Ultramel B，嗯，這很RGI（回想之前DG-A, B, C的案例）。但我們需要知道的是，這裡並不是像DG一樣複雜的案例，因為 Ultramel 兩個種類的突變，所造成的結果是一樣的，皆為TYRP1基因的功能喪失。也就是說，在繁殖上，Ultramel A 與 Ultramel B 可以視作有同等作用，只要是這兩個突變任意組成的同型合子，皆會呈現 Ultramel 的外觀。
然而，知道 Ultramel 的兩個種類，對繁殖會有什麼影響呢？答案是完全沒有！不論是何種突變，只要產生的效應一樣，我們在繁殖上（即一般的古典遺傳學）是看不出任何差別的。唯一會產生差別的，是在基因檢測上：當我們要檢測 Ultramel 時，需要同時考慮兩個突變（或更多未發現的突變形式），才能正確檢測出個體是否攜帶 Ultramel 基因。這個案例也凸顯出當球蟒繁殖進入基因檢測的時代，我們也需要對球蟒突變的分子機制有更深的了解。
分子遺傳學對球蟒繁育的影響
最後，就讓我們聊聊這些分子遺傳學的發現，對球蟒繁殖會產生什麼影響吧。
由於基因檢測相對來說仍然成本高昂，因此目前球蟒繁殖、基因判別，仍大量仰賴外觀與傳統遺傳學的手段，業界常見的基因術語，大致與傳統遺傳學通用。目前我們的配對策略也依賴古典機率的計算，而對基因的了解大致停留在顯、隱性等與外觀直接相關的資訊。但我們需要認知到，無論是何種基因，背後一定有一個分子機制導致其呈現特定的表現，有些時候，不同的基因突變，甚至可能呈現相同的結果（如本文中提及 Albino 以及Ultramel 的例子），因而在育種上被視為是同一種基因（morph)。
基因檢測的發展，帶來更多對球蟒基因學的發現，所使用的研究方法也使球蟒的分子遺傳學機制可以被探討。儘管我們不需要了解這些知識，也能順利進行球蟒繁殖與選育。但懶蛇認為這些知識可以讓我們對於球蟒繁育，有進一步的啟發：
對「基因」的啟發
如同前文所述，我們繁殖上認知的球蟒基因，可能源自不同位點的突變，這些突變能產生大致相同的效果，因此被視為相同基因。透過了解這些基因的分子機制，我們可以擴展我們對基因的認知：儘管是相同基因，還是有可能有其多樣性，也因此相同的基因的「選育」是有可能的。我們有可能在同一個基因的不同突變中，選出視覺表現較好的突變，以達到選育的目的。
對「基因檢測」的認知
基因的正確檢測，仰賴尋找每個基因對應的DNA序列突變。而因為每個基因有突變位點的多樣性，不一定所有的突變位點都已經被發現；我們在上文也看到了，部分突變甚至難以被檢測出來，因此我們不應視基因檢測為100%準確的工具。這並不是否定基因檢測的潛力，驗皮仍是非常有效率的手段。但我們應該將基因檢測與其他所有的生化檢測一視同仁，考量進 false positive 與 false negative （即檢測錯誤）的可能性，並結合自己對球蟒基因、外觀的了解，作出最適當的判斷。基因檢測並不是萬靈丹，傳統的基因判斷手段仍有其必要性。
對「het marker」的認知
很多時候我們會聽聞所謂的「het marker」，即隱性基因即使只攜帶一份基因，也會對外觀造成細微的影響。這樣的說法也許可以從基因的分子機制獲得合理的解釋。舉例而言，有時 het Albino, het Ultramel 可能會對體色帶來細微的提亮效果，這可能與其黑色素部分缺失有關。回顧本篇文章所述，TYR或TYRP1基因的突變，如果只有其中一個等位基因發生，並不會有很顯著的影響，但黑色素的產量卻可能有細微的減少，因而形成我們所謂的 het marker。當然，因為肉眼判別的限制，我們不一定能判別這樣微小的變化，因此在繁殖上還是將其視為隱性基因，才是較為保守方法。
結語
球蟒白化的基因具有極高的多樣性，隨著分子生物學的發展，我們能夠解答不同基因之間相容性的問題，並因此發展出了基因檢測的手段。了解這些知識，不但能讓我們更理解不同基因的成因，更能夠使我們能以更理性的角度判讀基因檢測的結果。
參考資料：
Brown, A. R., Comai, K., Mannino, D., McCullough, H., Donekal, Y., Meyers, H. C., ... & BIO306W Consortium. (2022). A community-science approach identifies genetic variants associated with three color morphs in ball pythons (Python regius). Plos one, 17(10), e0276376.
