samedi 26 décembre 2015

Génétique de camouflage et le motif Dun

Un cheval d'une couleur différente
Un cheval d'une couleur différente: Génétique de camouflage et le motif Dun (brun grisâtre)
La plupart des chevaux aujourd'hui sont précieux pour leur capacité à exécuter, au travail ou être montés, mais ont perdu leur type sauvage camouflage: cheveux pâles avec des rayures sombres zébrées comme dit le motif Dun. Maintenant, une équipe internationale de scientifiques a découvert ce qui cause le modèle Dun et pourquoi il est perdu dans la plupart des chevaux. Les résultats, publiés dans la revue Nature Genetics, révèle un nouveau mécanisme de peau et les cheveux de la biologie, et offrent un nouvel aperçu de la domestication du cheval.
Le travail est une collaboration internationale menée par des groupes à l'Université d'Uppsala, Uppsala, en Suède, et l'Institut de la biotechnologie Huntsville, Huntsville, Alabama, États-Unis.
Couleur de cheveux pâles chez les chevaux Dun fournit camouflage car il rend un cheval à l'état sauvage moins visible. En revanche, les chevaux domestiques, ainsi que de nombreux autres animaux domestiques, ont été sélectionnés sur de nombreuses générations pour être plus visible, plus attrayant ou tout simplement différent de celui du type sauvage. La couleur de cheveux pâles chez les chevaux Dun ne touche pas toutes les parties du corps; la plupart des chevaux Dun ont une bande foncée sur le dos, et souvent montrent des bandes de jambe zèbre-like. Cependant, la majorité des chevaux domestiques sont non-Dun et montrent une pigmentation plus intense qui est uniformément répartie.
"Dun est clairement l'une des variantes de couleur du pelage les plus intéressants chez les animaux domestiques, car il ne se change pas la couleur, mais le motif de la couleur», déclare Leif Andersson, dont le groupe dirigé l'analyse génétique. Nous étions vraiment curieux de comprendre le mécanisme moléculaire sous-jacent pourquoi Dun pigment dilution n'a pas affecté toutes les parties du corps, continue Leif.
L'équipe de recherche a commencé par analyser la distribution du pigment dans poils individuels.
"Contrairement aux cheveux des mammifères les plus étudiés, les diluées coloré poils de chevaux Dun ne sont pas uniformément pigmenté tout autour. Ils ont une section de pigmentation intense le long de la longueur des cheveux, sur le côté qui fait face à partir du corps de le cheval, tandis que le reste de la chevelure a plus ou moins pas de pigment », explique Freyja Imsland, l'auteur principal de l'analyse génétique, et un étudiant au doctorat dans le groupe d’Andersson. Les poils des zones sombres de chevaux Dun sont en contraste intensément pigmentés tout autour de chaque poil. En dépit de scientifiques ayant étudié la pigmentation des cheveux en détail pour un temps très long, ce type de pigmentation est nouvelle à la science, et tout à fait différent de celui vu chez les rongeurs, primates et des carnivores.
L'analyse génétique et séquençage d'ADN ont révélé que la couleur Dun versus non-Dun est déterminée par un seul gène qui code pour la T-box facteur 3 (TBX3) de transcription. Chez l'homme, l'inactivation du gène de la TBX3 provoque une constellation d'anomalies congénitales connus comme le syndrome ulnaire-mammaire. Mais chez les chevaux qui ont perdu leur couleur Dun, mutations TBX3 ne inactivent la fonction des protéines et à la place de TBX3 affectent uniquement lorsque le gène est exprimé dans la croissance des cheveux.
"Des études antérieures chez les humains et les souris de laboratoire montrent que TBX3 contrôle plusieurs processus critiques dans le développement qui affectent les os, le tissu mammaire, et la conduction cardiaque», explique Greg Barsh, dont le groupe a conduit l'analyse de tissu. Nous avons été surpris de constater que TBX3 joue également un rôle critique dans le développement de la peau et des cheveux.
L'équipe a découvert deux formes de noir, non-Dun couleur, non-DUN1 et non dun2, causées par des mutations différentes.
"Chevaux non-Dun ont une couleur beaucoup plus dynamique que les chevaux Dun. Chevaux non-DUN1 tendent à montrer marques primitifs semblables à des chevaux Dun, tandis que les chevaux non-dun2 généralement ne montrent pas les marques primitives. Ces marques primitives chez les chevaux non-DUN1 peut conduisent parfois les propriétaires de chevaux de penser que leurs chevaux non-DUN1 intensément pigmentés sont Dun », déclare Freyja Imsland.
Pour comprendre comment TBX3 affecte la couleur des cheveux, ils ont mesuré la distribution de TBX3 de poils individuels relatifs à d'autres molécules déjà connues pour réguler la pigmentation.
"Dans les poils qui poussent, TBX3 reflète la répartition des mélanocytes, les cellules qui produisent le pigment», explique Kelly McGowan, chercheur principal dans le groupe Barsh."Nos résultats suggèrent que TBX3 affecte la différenciation des cellules spécifiques dans les cheveux, ce qui crée un micro-environnement qui inhibe les mélanocytes de vivre dans le" interne "de la moitié de la chevelure."
Le groupe spécule que les signaux qui règlent où TBX3 est exprimée pourraient aider à expliquer des zébrures.
«La région du corps où TBX3 est exprimée peut expliquer le motif de bande», dit McGowan, "alors que la région de la chevelure où TBX3 est exprimée peut expliquer l'intensité de la couleur."
Les résultats de la présente étude indique que la variante non-dun2 produit récemment le plus probable après la domestication. En revanche, tant le Dun et des variantes non-DUN1 antérieurs à la domestication, ce qui est évident à partir de l'observation que l'ADN ancien d'un cheval qui vivaient il ya environ 43.000 ans, bien avant les chevaux ont été domestiqués, menées à la fois Dun et des variantes non-DUN1.
"Cela montre que la domestication du cheval a impliqué deux morphes de couleurs différentes (Dun et non DUN1) et les futures études de l'ADN ancien sera en mesure de révéler la répartition géographique et l'abondance des deux morphes," termine Leif Andersson.