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

“Os padraµes de cores são um desses mistanãrios biola³gicos não resolvidos; não existe um organismo modelo para estuda¡-lo - os ratos não tem listras ou manchas ”, disse  Gregory Barsh , MD, PhD, professor emanãrito de genanãtica. “Os padraµes de cores e a variabilidade que vocêvaª em animais como tigres, chitas e zebras levantaram algumas questões centrais para nós: Quais são os mecanismos genanãticos de desenvolvimento e os mecanismos celulares que da£o origem a esses padraµes e como eles foram alterados durante a evolução dos mama­feros para dar origem a  incra­vel 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 padraµes de pelos em gatos domanãsticos. A equipe suspeita que o DKK4 esteja provavelmente envolvido nos padraµes de cores de todos os gatos e talvez de outros mama­feros também. 

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

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

“Saba­amos, ao estudar gatos domanãsticos, que havia outros genes que contribua­am para a formação do padrãode cor; simplesmente não saba­amos 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 regiaµes espessadas constituem um “pré-padra£o” que imita os padraµes de cores eventuais na pele de um gato adulto. A área grossa marca as manchas de paªlo que mais tarde sera£o mais escuras; a área fina marca as manchas que ficara£o mais claras.

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

O pré-padrãoforneceu uma espanãcie de mapa para os pesquisadores, indicando as células envolvidas na criação do padrãoe o momento em que o padrãose formou. Os pesquisadores então inspecionaram a composição genanãtica de células individuais nas regiaµes 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 padra£o, a equipe se voltou para o gato abissa­nio. Os abissa­nios são conhecidos por exibir um borra£o de cores em sua pelagem, com manchas minaºsculas e mais escuras comprimidas, como se alguém usasse um la¡pis para sombrear levemente uma camada de cinza sobre sua pelagem marrom-alaranjada. Barsh e sua equipe identificaram mutações disruptivas no gene DKK4 responsa¡veis ​​pela aparente falta de marcações tabby do gato abissa­nio, um aspecto que échamado de "marcado".

“Se vocêremover o DKK4, as áreas escuras não desaparecera£o totalmente, mas se tornara£o menores e mais compactadas”, disse Barsh.

Vocaª pode estar se perguntando, e os gatos totalmente brancos? Ou gatos totalmente pretos? Eles também são padronizados sob sua faixa monocroma¡tica de pele. Existem dois processos distintos que formam um padrãode cor: um que forma o padrãodurante o desenvolvimento embriona¡rio e outro que traduz o padrãoem pigmento produzido nos fola­culos capilares. Em gatos de cor sãolida, o padrãoéessencialmente substitua­do por instruções para produzir pigmentos escuros em todos os lugares. Em gatos brancos, o pigmento estãoausente. 

Os cientistas não sabem exatamente como o DKK4 pinta a variedade de padraµes de cores que os gatos domanãsticos usam, mas sabem que o DKK4 interage com uma classe de protea­nas chamadas WNTs, que são cruciais no desenvolvimento inicial. WNTs e DKK4 ajudam a formar um pré-padrãoquando os embriaµes tem apenas dois ou três mila­metros de comprimento, semanas antes de o pigmento ser produzido nos cabelos. O DKK4 estãoenvolvido na marcação de áreas que eventualmente tera£o pelos com pigmentação escura, disse Barsh, mas como essas áreas da pele se lembram de seu destino para induzir o pigmento alvo não estãoclaro.

“Esta éuma das grandes questões sem resposta em nosso trabalho - como conectar o processo de formação do pré-padrãoao processo que implementa o padrãoposteriormente no desenvolvimento”, disse ele. “Isso éalgo que estamos ativamente tentando descobrir.”

Além disso, o DKK4 éapenas parte da resposta a  misteriosa genanãtica que dita os padraµes de pele. “Existem ainda outros genes que estãopor trás do motivo pelo qual, por exemplo, alguns gatos tem manchas e por que alguns gatos tem listras”, disse Barsh. Analisar isso também estãoem sua lista. 

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

O Departamento de Genanãtica de Stanford também apoiou o trabalho.