Saúde

Manchas, listras e manchas: padrões de cores de pêlo de gato vinculados a um gene-chave
Os pesquisadores descobriram algumas das características genéticas por trás da coloração dos gatos, de abissínios e gatas a leopardos e tigres.
Por Hanae Armitage - 12/09/2021


Os padrões de cores em gatos são determinados em parte por um gene chamado DKK4.
Kateryna T / Unsplash

Seu gato de colo sedentário pode não parecer ter muitas semelhanças com seus parentes ferozes que rondam a savana africana. Mas os   pesquisadores da Stanford Medicine descobriram um gene específico que conduz grande parte do desenvolvimento das listras, manchas e manchas que decoram todos os pelos felinos. 

“Os padrões de cores são um desses mistérios biológicos não resolvidos; não existe um organismo modelo para estudá-lo - os ratos não têm listras ou manchas ”, disse  Gregory Barsh , MD, PhD, professor emérito de genética. “Os padrões de cores e a variabilidade que você vê em animais como tigres, chitas e zebras levantaram algumas questões centrais para nós: Quais são os mecanismos genéticos de desenvolvimento e os mecanismos celulares que dão origem a esses padrões e como eles foram alterados durante a evolução dos mamíferos para dar origem à incrível diversidade de formas e formas que vemos hoje? ”

Barsh e sua equipe responderam parte dessa pergunta: eles identificaram um gene, DKK4, que ajuda a regular o desenvolvimento inicial de diferentes padrões de pelos em gatos domésticos. A equipe suspeita que o DKK4 esteja provavelmente envolvido nos padrões de cores de todos os gatos e talvez de outros mamíferos também. 

As descobertas dos pesquisadores   foram publicadas em 7 de setembro na  Nature Communications . Barsh é o autor sênior. Os cientistas pesquisadores  Christopher Kaelin , PhD, e Kelly McGowan, MD, PhD, são coautores principais.

O que motiva os gatos?

Os pesquisadores identificaram anteriormente um gene diferente que controla a variação da cor da pelagem em gatos malhados. É o mesmo gene responsável pela diferença entre chitas e chitas rei, que têm padrões de pelos mais grossos e proeminentes. 

“Sabíamos, ao estudar gatos domésticos, que havia outros genes que contribuíam para a formação do padrão de cor; simplesmente não sabíamos o que eram ”, disse Barsh. 

Eles encontraram uma pista no tecido fetal do gato que parecia prenunciar a cor do pelo: um espessamento do tecido da pele em certas áreas. Essas regiões espessadas constituem um “pré-padrão” que imita os padrões de cores eventuais na pele de um gato adulto. A área grossa marca as manchas de pêlo que mais tarde serão mais escuras; a área fina marca as manchas que ficarão mais claras.

“Chamamos essa etapa de 'estabelecimento' e ela ocorre muito antes que a cor apareça e muito antes que os folículos capilares estejam maduros”, disse Barsh. 

"Existem ainda outros genes que estão por trás do motivo pelo qual, por exemplo, alguns gatos têm manchas e porque alguns gatos têm listras."


O pré-padrão forneceu uma espécie de mapa para os pesquisadores, indicando as células envolvidas na criação do padrão e o momento em que o padrão se formou. Os pesquisadores então inspecionaram a composição genética de células individuais nas regiões grossas e finas da pele. O DKK4 foi particularmente ativo na pele espessada, mas não na pele que permaneceu relativamente fina.

Mas para realmente estabelecer a conexão entre o DKK4 e a formação inicial do padrão, a equipe se voltou para o gato abissínio. Os abissínios são conhecidos por exibir um borrão de cores em sua pelagem, com manchas minúsculas e mais escuras comprimidas, como se alguém usasse um lápis para sombrear levemente uma camada de cinza sobre sua pelagem marrom-alaranjada. Barsh e sua equipe identificaram mutações disruptivas no gene DKK4 responsáveis ​​pela aparente falta de marcações tabby do gato abissínio, um aspecto que é chamado de "marcado".

“Se você remover o DKK4, as áreas escuras não desaparecerão totalmente, mas se tornarão menores e mais compactadas”, disse Barsh.

Você pode estar se perguntando, e os gatos totalmente brancos? Ou gatos totalmente pretos? Eles também são padronizados sob sua faixa monocromática de pele. Existem dois processos distintos que formam um padrão de cor: um que forma o padrão durante o desenvolvimento embrionário e outro que traduz o padrão em pigmento produzido nos folículos capilares. Em gatos de cor sólida, o padrão é essencialmente substituído por instruções para produzir pigmentos escuros em todos os lugares. Em gatos brancos, o pigmento está ausente. 

Decifrando DKK4

Os cientistas não sabem exatamente como o DKK4 pinta a variedade de padrões de cores que os gatos domésticos usam, mas sabem que o DKK4 interage com uma classe de proteínas chamadas WNTs, que são cruciais no desenvolvimento inicial. WNTs e DKK4 ajudam a formar um pré-padrão quando os embriões têm apenas dois ou três milímetros de comprimento, semanas antes de o pigmento ser produzido nos cabelos. O DKK4 está envolvido na marcação de áreas que eventualmente terão pelos com pigmentação escura, disse Barsh, mas como essas áreas da pele se lembram de seu destino para induzir o pigmento alvo não está claro.

“Esta é uma das grandes questões sem resposta em nosso trabalho - como conectar o processo de formação do pré-padrão ao processo que implementa o padrão posteriormente no desenvolvimento”, disse ele. “Isso é algo que estamos ativamente tentando descobrir.”

Além disso, o DKK4 é apenas parte da resposta à misteriosa genética que dita os padrões de pele. “Existem ainda outros genes que estão por trás do motivo pelo qual, por exemplo, alguns gatos têm manchas e por que alguns gatos têm listras”, disse Barsh. Analisar isso também está em sua lista. 

Este estudo foi financiado pelo HudsonAlpha Institute for Biotechnology e pelo National Institutes of Health (concessão AR-067925).

O Departamento de Genética de Stanford também apoiou o trabalho.

 

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