eumelanine colourEdit

Labradors die de twee eumelanine kleurfenotypen tonen: Zwart (BB,Bb) en chocolade (bb).

De drie erkende kleuren van Labrador Retrievers zijn het gevolg van verschillen in twee genetische loci die de pigmentexpressie beïnvloeden. De eerste van deze beïnvloedt de kleur van het donkere pigment, eumelanine, en wordt aangeduid als de B (bruine) locus. De variatie die door deze locus wordt getoond wordt bij veel zoogdieren waargenomen, die een zogenaamde ‘verdunning’, een bliksem, van zwarte eumelanine tot een bruine kleur weerspiegelt. Aanvankelijk genetisch onderzoek uitgesloten een rol voor de melanocortine 1 receptor en de agouti locus als de oorzaak van de zwarte verdunning eigenschap bij honden. In plaats daarvan bleek TYRP1 (tyrosinase-gerelateerd eiwit 1) verantwoordelijk te zijn. Dit enzym wordt gelokaliseerd aan melanosomen, de cellulaire organellen die pigmenten produceren en opslaan, en dient om oxidatie van eumelanin-precursoren te katalyseren.

bij honden zijn drie mutaties in het TYRP1-gen geïdentificeerd, waarvan één resulteert in een afkaping van het eiwit, de andere twee leiden tot een aminozuurdeletie of één aminozuursubstitutie in de sequentie van het eiwit. Al deze mutaties worden gevonden over het bereik van honden, en dus worden verondersteld te zijn voorafgegaan aan de divergentie van verschillende rassen, en alle drie zijn te vinden binnen Labrador Retrievers. Elk van de mutaties lijkt enzymatische activiteit te elimineren of significant te verminderen, en de fenotypen voor kleuring (de zichtbare kenmerken) die door de drie mutaties worden geproduceerd, zijn niet te onderscheiden.

Dit zijn recessieve mutaties in het TYRP1-gen, en aangezien zoogdieren twee kopieën van elk gen hebben, één van elke ouder, zal een dier met ten minste één kopie van het volledig functionerende TYRP1-eiwit (vertegenwoordigd als “B”) de dominante eigenschap, zwarte pigmentatie vertonen, terwijl voor bruine pigmentatie beide kopieën van dit gen mutante allelen moeten zijn (collectief vertegenwoordigd als “b”). Zo zal een hond met de genotypes BB of Bb zwarte eumelanine uitdrukken, terwijl bruine eumelanine zal worden gezien bij honden met het bb genotype.

eumelaninedistributiedit

gele Labrador met recessieve (ee) en zwarte Labrador met dominant (EE of Ee) fenotype voor de expressie van eumelaninepigment in de vacht.

een tweede gen beïnvloedt of deze eumelaninepigmenten in de vacht of uitsluitend in de huid tot expressie komen. Genoemd de ‘uitbreiding’ (E) eigenschap, wordt dit geleid door de melanocortin 1 receptor (MC1R). Deze receptor signaleert de pigment-producerende cel in reactie op melanocortins en resulteert in depositie van eumelanin in het haar. Mutaties in dit eiwit blijken betrokken te zijn bij bleke of rode kleurfenotypen bij een reeks soorten, waaronder mensen, paarden, varkens, runderen, muizen, pelsrobben, mammoeten en de Kermodebeer, evenals bij kleuring bij zweepstaarthagedissen.

bij de meeste honden wordt de activiteit van MC1R gemoduleerd door twee signaalmoleculen, een onderdrukker die een product is van het agouti-gen (een locus), en een activator, β-Defensin 103 (CBD103), onlangs de k locus genoemd. Bij Labradors is een zeer actieve gemuteerde versie van het K-gen (KB) invariant, produceert een uniforme eumelaninedistributie onafhankelijk van het agouti-genotype en laat verschillen in MC1R achter om de enige variabiliteit van deze signaalweg te bemiddelen.

een recessieve mutatie in dit e-gen versnelt het eiwit, waardoor een niet-functionele receptor ontstaat die niet in staat is eumelanine-depositie in de vacht te leiden. Onder honden, deze mutatie is uniek voor gele Labrador Retrievers en Golden Retrievers en wordt verondersteld te zijn ontstaan in de retriever populatie voordat deze individuele rassen werden onderscheiden. De exacte mutatie is ook gevonden aan de basis van de kleuring van witte coyotes gevonden rond Newfoundland, blijkbaar overgegaan in die populatie door kruising met een Golden Retriever.

net als bij de B-locus zal de aanwezigheid van een enkele kopie van het functionele receptorgen (“E”) resulteren in het dominante fenotype: de aanwezigheid van eumelanine in de vacht. Als beide kopieën van dit gen de recessieve gemuteerde variant (‘e’) zijn, zal de hond geen eumelanine in zijn vacht hebben. Een dergelijke hond zal geel lijken, met eumelanine alleen zichtbaar in de huid van de neus, lippen, oogranden en voetkussens, van een kleur bepaald door de B-locus. Een variant van het functionele MC1R allel dat een gezichtsmasker produceert bij andere hondenrassen (Em) is ook aanwezig in Labradors, maar aangezien de kleur van het masker wordt bepaald door de B-locus, is het masker dat dit gen produceert bij Labradors niet te onderscheiden van de totale vachtkleur.

eumelanine gene interactionsEdit

het samenspel tussen deze twee genen bepaalt de kleur van een Labrador Retriever en wordt veel gebruikt als voorbeeld van epistase. Als een hond het dominante fenotype voor het extensie-allel (genotype EE of Ee) bezit, dan zal het de vachtkleuring vertonen die bepaald wordt door het bruine locus-genotype, terwijl een hond met de recessieve extensie-eigenschap (ee) een gele vacht zal hebben met ofwel zwarte (BB, Bb) of bruine (bb) blootgestelde huid. Dit resulteert in de drie kleuren:

• zwarte Labradors kunnen elk genotype hebben met ten minste één dominant allel op zowel de B-als de e-loci: BBEE, BBEe, BbEE of BbEe.
• chocolade Labradors hebben een genotype met ten minste één dominant e-allel, maar mogen alleen recessieve B-allelen hebben: bbEE en bbEe.
• gele Labradors met zwart huidpigment hebben een dominant B-allel, maar moeten recessieve e-allelen hebben: BBee of Bbee.
• gele Labradors met bleek of chocoladepigment, of een afwezigheid van huidpigment, kunnen alleen recessieve allelen hebben op beide plaatsen: bbee. Deze honden worden vaak aangeduid als Dudleys, en zijn gediskwalificeerd in de showring, hoewel in aanmerking komen voor registratie onder de huidige normen. Veroudering-gerelateerde dalingen in eumelanine productie kan leiden tot de blootgestelde huid in een Labrador met zwarte huidpigmentatie beginnen lichter te lijken, maar Dudley honden hebben deze kleuring hun hele leven.

deze genen variëren onafhankelijk, dus een enkele genetische kruising waarbij twee zwarte Labradoren betrokken zijn, elk met een recessief allel op zowel de B-als de e-locus (BbEe) heeft het potentieel om alle mogelijke kleurcombinaties te produceren, terwijl kruisingen waarbij chocoladehonden betrokken zijn nooit Zwart kunnen produceren (er is geen dominant B-allel bij beide ouders) maar geel kunnen veroorzaken. Gele Labradors zullen waar broeden met betrekking tot de kleur van de vacht, maar die met zwarte huid kan potentieel produceren een Dudley. Dudleys ras waar voor zowel vacht en huid. Het vermogen van de e-locus om de vachtkleur te overschrijven die door de B-locus wordt geleid is een klassiek voorbeeld van epistasis, waar de veelvoudige genetische loci dezelfde waargenomen eigenschap beà nvloeden.

in een studie met Labrador retrievers in het Verenigd Koninkrijk bleek dat chocolade labradors een kortere gemiddelde levensduur hadden dan zwarte of gele labradors. Ze bleken ook last te hebben van meer huid-en ooraandoeningen. Het is niet bekend of dit een direct gevolg is van hun melanine genotype, of te wijten is aan andere recessieve genen, versterkt door de inteelt gebruikt om het chocolade fenotype te propageren.