不会跑不会跳的兔子能倒立，其实是基因突变造成的！

大多数哺乳动物可以随意变换姿势，如走、跑、小跑、跑步，有利于改变移动速度，可以适应地形的变化。肢体运动的协调对于动物的生存和繁衍非常重要。位于脊髓的中枢神经网络负责调节肢体运动的能力，如左右腿的协调。不同的动物使用不同的运动方式。兔子会跳。当它们做跳跃运动时，前肢会有节奏地向前运动，后肢则是双侧运动，后肢肌肉同时收缩，产生运动动力。袋鼠和其他啮齿动物也会用类似的动作跳跃。

一般的兔子都能正常跳。图//Pexels

会倒立的兔子「sauteur d’Alfort」

研究小组观察到，一些驯养的兔子不能正常地用四肢跳跃，而是将后脚抬离地面，只用前腿行走和移动，看起来像“倒立”。这种能“倒立”的兔子被称为sauteur d 'Alfort(以下简称sauter)。与野生型兔子的跳跃相比，它们的运动行为很不寻常。他们经常只用两只前脚移动，而不是用四只脚跳跃。缓慢移动时，索特兔会大大抬起后肢，离开地面摆动。高速移动时，它们的后腿与前肢运动不协调，但后腿会移位。前肢和后肢摆动的不一致、不协调，使得索太尔兔无法高效跳跃，所以在快速或长距离移动时，它们只用前肢支撑身体，看起来就像人类的倒立或杂技。

索太尔兔的典型姿势是，长距离或快速移动时，后肢会悬空离地，身体垂直，呈类似“倒立”的姿势，前肢交替运动。图//PLOS Genetics

不但不能正常跳跃，还有盲眼的缺陷

sauter兔不仅不能正常跳跃，还存在视网膜缺陷。他们的眼睛天生是双目失明的，出生第一年就会患上白内障。研究小组将雄性索特和雌性野兔杂交。索太尔和野兔是纯合子[注1]。索太尔是(山姆/山姆)，野兔是新西兰白兔(/)，后代进行基因对比。此外，通过遗传作图分析，将索特兔与野生新西兰白兔杂交，可以知道可能的突变基因区域。此外，已知发育缺陷是由于RORB基因的突变。

视网膜畸形的索特兔。图//PLOS Genetics

倒立兔子的外表型，与基因突变相关

从基因图谱分析发现，索特兔的特殊行为和外貌特征可能与RORB基因有关。RORB基因是NR1核激素受体家族的成员。有报道称，RORB基因缺陷的小鼠出现视网膜变性和运动障碍，走路像鸭子。RORB基因剪接位点的突变会影响RORB的正常切割。因此，RORB基因可以作为解释索特兔异常运动行为和视网膜缺陷的最佳候选名单。

RORB基因第九外显子末端有一个剪切突变，导致三种主要的突变亚型。图//PLOS Genetics

RORB 基因无法正常转录

只发现了倒立兔的异常运动基因，当然满足不了研究者的好奇心。他们想进一步了解的是，RORB基因剪接位点的突变会对索特兔产生什么样的影响？

通过PCR扩增野生型和索太尔兔脊髓和视网膜的RORB序列片段，对比野生型索太尔兔和野生型与索太尔兔交配的后代中的RORB mRNA片段，了解索太尔兔RORB基因剪接位点突变对体内mRNA(信使核糖核酸)生成的影响。从下面的结果中，我们可以找到野生兔子

RORB mRNA 不管在脊髓或视网膜都是属于剪接位点未突变第一型（isoform 1）。不过，若是在 sauteur 兔子的 RORB mRNA，则会同时具有四种异构型（isoform 1 到 isoform 4）。因此可知，在 sauteur 兔子中，大部分的 RORB 是不正常转录，这也显示与 RORB 剪切位点突变有因果关係。

基因突变让脊髓中的神经元数目大幅减少

一般来说，RORB 蛋白质会出现在兔子的神经系统，但若是 RORB 基因突变，则会导致在兔子脊髓中产生 RORB 蛋白质的神经元显着减少。并且，sauteur兔子在脊髓的不正常转录，就是因为 RORB-positive 神经元大幅减少，这个缺陷进一步导致兔子运动异常。

藉由免疫组织化学染色法（immunohistochemistry, IHC）可观察到，相较于野生种（Wild-type），野生种与 sauteur 杂交，带有异型合子（+/s^am）的兔子后代，可以发现其表达 RORB 的神经元数量明显下降，少了约 25%。相对地，带有同型合子（s^am/s^am） 的 sauteur 兔子则无法侦测到会表现 RORB 的神经元。这显示高比例 RORB 基因不正常转录会导致会表现 RORB 的神经元剧烈减少，且这样的缺陷会导致 sauteur 兔子有着异常的外表型。

综括上述，我们可知造成 sauteur 兔子有如此的外表型，是因为转录因子 RORB 基因中第 9 个内插子（intron）的第一个核甘酸（nucleotide）突变。RORB 基因突变不仅倒致兔子无法跳耀，更会使得表现 RORB 的神经元大幅减少，并导致脊髓分化有缺陷，中间神经元异常分化，表达 RORB 的神经元减少，引起四肢失调，转译出的蛋白质也会影响脊髓正常运作。除此之外，RORB 基因所突变的核甘酸位置，在 70 个欧亚哺乳类中都是呈现保守性的。此研究结果，也与先前报导 Rorb 老鼠（RORB 基因突变的老鼠）有着退化的视网膜以及像鸭子般走路型态相以佐证。在老鼠的脊髓中，会表现 RORB 的神经元会对于把关内感感觉器（proprioceptive sensors）的资讯相当重要，可以确认突触前抑制。在兔子的脊髓中也可能有着相似的运作机制，并导致如 sauteur兔子的特别运动型态。RORB 除了会表现在脊髓，也会表现在脑部的许多区域，例如：主要体感觉皮质区、听觉皮质区、运动皮质及下视丘等。因此，RORB 于脑部的功能改变于进而影响 sauteur兔子的运动型态亦是不能被忽视的。

所以日后，我们看到兔子运动的样子，可能就不再只是一般的跳跃模式，还可能看到如马戏团般倒立走路兔子，而造成这种兔子运动方式的改变，是源自于基因变异。

注解

1. 同型合子：个体内组成基因型的两个基因相同，如：TT 或 tt。

参考文献

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