lunedì 20 maggio 2013

Gatti e Ghepardi


                        Gatti e ghepardi, stesse origini genetiche dei disegni del manto

   
La varietà dei disegni del mantello di molti mammiferi, e particolarmente dei felini, è sempre stata un grattacapo per i genetisti, che per decenni non sono riusciti a venire a capo dei meccanismi alla base della formazione delle strisce e delle macchie che li contraddistinguono.
 Ora una ricerca pubblicata su “Science” ha stabilito che sono alcune mutazioni in due geni a produrre sia i caratteristici mantelli tabby, o tigrati, dei gatti domestici, sia le macchie dei ghepardi selvatici.

Studiare le variazioni di colore nei gatti offre l'opportunità di scoprire nuovi principi di azione dei geni e di interazione che possono avere applicazioni inaspettate per la comprensione dello sviluppo e variazioni morfologiche nelle popolazioni naturali, compresi gli esseri umani", ha detto Marilyn Menotti-Raymond del National Cancer Institute, che ha diretto lo studio insieme a Greg Barsh della Stanford University.


La pelliccia tigrata, è molto diffusa in natura perché molto mimetica, e si ritiene che costituisca il mantello selvatico originale dal quale sono derivati tutti gli altri.
Le raffigurazioni di gatti tigrati risalenti al Medioevo sono infatti per lo più del tipo oggi definito mackerel (tigrato a linee verticali non interrotte, simili a quelle della tigre), ma successivamente, probabilmente a causa degli incroci indotti dall’uomo, è molto aumentata la frequenza di un altro fenotipo, quello blotched (marmorizzato classico) tanto da essere descritto da Linneo nel 1758 come caratteristico del gatto domestico.
Nei gatti si possono presentare anche altre varianti del mantello tigrato: lo spotted, con tante piccole macchie rotondeggianti, ben separate le une dalle altre (simili a quelle del ghepardo) e quello abissino, uniformemente “ticchettato” su tutto il corpo.

E’ noto da tempo che nella definizione dei colori del pelo del gatto interviene il gene detto agouti, legato alla distribuzione del pigmento scuro (eumelanina) lungo il pelo.
In presenza dell’allele agouti dominante la deposizione di eumelanina avviene in modo intermittente, e ciascun singolo pelo alterna bande scure a bande chiare (rosso-giallastre) in cui domina la pigmentazione di base dovuta alla feomelanina. Tuttavia, i meccanismi d’azione del prodotto del gene agouti (la proteina agouti) sono rilevanti per la definizione del colore di ogni pelo, ma non del disegno complessivo del manto.
 Il raggio d'azione della proteina agouti, cioè, non è in grado di superare il singolo bulbo pilifero.


Attraverso un certosino lavoro di confronto fra i genomi di 58 gatti con mantello marmorizzato classico, di 19 tigrati e di esemplari di 31 altre specie feline, i ricercatori sono riusciti a identificare la variante di un gene, chiamato Taqpep, che è all’origine di un raro tipo di mantello del ghepardo, quello degli esemplari noti come “ghepardi reali” - in cui i punti scuri si fondono in macchie e strisce - che fino a pochi decenni fa, proprio in base a questa caratteristica e al loro isolamento geografico, erano ritenuti una specie a sé.
 Sulla base di questa scoperta i ricercatori hanno successivamente potuto identificare altre varianti di quello stesso gene che danno origine alle altre forme tigrate.


Un ghepardo dal mantello normale e un "ghepardo reale" dal mantello anomalo. (Cortesia Ann van Dyk Cheetah Preserve )
La proteina codificata dal gene Taqpep normalmente si trova nella membrana cellulare, ma può anche essere liberata in modo che si diffonda all'esterno della cellula.
 Questa capacità di galleggiare liberamente e interagire con altre molecole nel liquido extracellulare è un fattore chiave nella definizione del disegno generale della pelliccia che risulta adeguarsi al cosidetto modello di Turing per la morfogenesi, il matematico Alan Turing, aveva proposto nel 1952 per spiegare come schemi periodici - come appunto strisce e macchie - possano derivare da processi casuali sulla base dei principi di diffusione delle molecole in un mezzo.

Ma il processo di definizione del disegno della pelliccia dei felini è risultato ancora più complesso. Successive analisi istologiche e di valutazione dei livelli di espressione genica, insieme a esperimenti con topi transgenici, hanno infatti permesso che il mantello tigrato si forma in due fasi distinte: in un primo momento, nel corso del primo sviluppo embrionale delle strutture della pelle dell’animale, il gene Taqpep concorre a stabilire uno schema periodico di base, sul quale interviene però successivamente un’ulteriore variazione imposta da un altro gene, quello per l’endotelina 3, EDN3, di cui è noto l'intervento nello sviluppo e nella migrazione delle prime generazioni cellulari durante le fasi di sviluppo embrionale.



Fonte
http://www.lescienze.it/news/2012/09/20/news/gatti_ghepardi_mantello_tabby_tigrato_macchie-1266505/


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