Le nom du gecko tigre était M. Frosty, et il était difficile de le manquer.
Des bandes jaunes traversaient son dos et une peau inhabituellement blanche émergeait de taches sur sa tête et sa queue. « C’est un motif de coloration vraiment incroyable », déclare un chercheur du Howard Hughes Medical Institute. Léonid Kruglyak, généticien à l’Université de Californie, Los Angeles (UCLA).
Un magasin de reptiles en Californie a commencé à élever M. Frosty en 2016 et a produit une colonie de lézards jaunes. La combinaison de couleurs était autrefois connue sous le nom de Lemon Frost – avec ses bandes audacieuses et ses taches élégantes, les animaux rares peuvent rapporter plus de 2 000 $.
Mais le gecko voyant avait un problème. Près de 80 % développent des tumeurs cutanées blanches et gonflées au cours des cinq premières années de la vie. Chez certains individus, ces tumeurs peuvent devenir énormes, ce qui rend difficile le déplacement des animaux et peut provoquer une infection en cas de rupture. Kruglyak et ses collègues soupçonnaient qu’il y avait une racine génétique – peut-être une seule mutation dans un seul gène. « Il semble probable que la même chose qui donnait aux geckos une coloration si inhabituelle était également à l’origine des tumeurs », dit-il.
Maintenant, en utilisant une variété d’analyses génétiques, son équipe a retracé des tumeurs et une coloration jusqu’à un gène impliqué dans le mélanome cutané, un cancer humain mortel, a rapporté l’équipe le 24 juin 2021 dans le journal. PLOS Génétique.
« Déterminer la base génétique de ce trait chez les reptiles est vraiment fascinant », déclare Douglas Mink, un généticien évolutionniste à l’Université de Géorgie qui n’a pas participé à ce travail. Il dit que les études génétiques sur les reptiles sont rares, et celles ayant une pertinence biomédicale sont encore plus rares. Comme les souris et les poissons zèbres étudiés en laboratoire, le gecko léopard pourrait un jour servir de modèle aux scientifiques à la recherche d’un cancer de la peau, dit-il.
« Il n’est pas certain que le gecko léopard devienne la souris de laboratoire d’un herpétologiste », dit-il. « Mais c’est certainement possible. »
collaboration colorée تعاون
Lorsque le postdoctorant de l’UCLA Longhua Guo est arrivé pour la première fois dans le laboratoire de Kruglyak, en 2017, il cherchait un projet intéressant. Il a été inspiré lorsqu’il est tombé sur un article intitulé « Le genre du jour » sur Internet à propos du gecko léopard. « Les images m’ont immédiatement sauté aux yeux », dit Guo. « Ces animaux ont tellement de couleurs et de motifs merveilleux. »
Les geckos se déclinent dans une variété de nuances vives, avec des noms tels que Sunburst Tangerine, Black Night et Granite Snow, mais les scientifiques ne savent pas grand-chose sur les gènes derrière les variantes. « Nous avons une compréhension très limitée de la façon dont les animaux affichent cette incroyable diversité de couleurs », explique Kruglyak. En fait, on ne sait pas grand-chose sur la génétique des reptiles.
Les lézards et les serpents ne sont pas des animaux de laboratoire comme les souris, et les scientifiques n’ont pas développé d’outils complets pour les étudier. Le génome du gecko tigre, par exemple, n’a pas été soigneusement élucidé, et personne n’a identifié quels gènes sont situés sur les chromosomes.
Lors d’une réunion avec Kruglyak, « Leonid était très enthousiaste et a commencé à faire des calculs sur le nombre d’animaux et à concevoir une stratégie de cartographie », explique Joe. Cependant, si Guo et Kruglyak voulaient tous les deux savoir quels gènes étaient derrière les couleurs, ils avaient d’abord besoin de l’ADN du gecko. Guo a présenté l’idée à Steve Sykes, un éleveur de reptiles californien. Sykes avait des centaines de geckos, des records de reproduction méticuleux et, il s’avère, une passion pour la science. « Ce fut un moment très chanceux dans ma vie », se souvient Guo. Sykes a accepté de collaborer avec les scientifiques et les a présentés à M. Frosty et à ses cousins de couleur.
Chasseurs de gènes
Les couleurs éclatantes de nombreux animaux, dont les poissons tropicaux, les caméléons et les geckos léopards, proviennent de cellules appelées iris. Contrairement aux cellules de la peau humaine, qui tirent leur couleur du pigment chimique mélanine, les iridophores produisent une couleur via des cristaux. La forme et la structure de ces cristaux affectent la façon dont ils se plient et réfléchissent la lumière, résultant en un arc-en-ciel de couleurs possibles. Chez le gecko tigre, la disposition des cristaux conduit à une couleur blanche.
Guo a collecté l’ADN de 500 de ces lézards, puis a lu les « lettres » génétiques des génomes des animaux. L’équipe recherchait des régions d’ADN qu’elle pouvait associer à certains types de couleur, en particulier des marqueurs génétiques qui n’apparaissaient que chez les animaux Lemon Frost.
Le laboratoire de Kruglyak n’est pas un laboratoire de reptiles, et son équipe n’a jamais étudié les geckos léopards. Mais ses recherches se concentrent sur la base génétique d’une variété de traits dans différents organismes. Il a examiné des souches de levure au métabolisme inhabituel et des nématodes résistants à certains médicaments. Le projet gecko a introduit un nouveau développement dans la spécialisation de l’équipe Kruglyak – cartographier un trait spécifique à une région spécifique du génome.
Les chercheurs ont mappé un trait Lemon Frost à une région contenant un seul gène, SPINT1. Ce gène a déjà été lié au cancer chez l’homme et d’autres animaux. Sans un gène SPINT1 fonctionnel, les souris et les poissons zèbres, par exemple, développent des tumeurs. Les scientifiques ont également suggéré l’implication du gène dans le mélanome cutané de la peau humaine.
En raison du rôle du gène dans le cancer, c’est un candidat évident pour ce qui cause les tumeurs chez les geckos de givre au citron, dit Kruglyak. Il est possible que des erreurs dans le gène augmentent la production de globules blancs et de cristaux réfléchissant la lumière qu’ils contiennent, donnant aux geckos leurs couleurs vives caractéristiques – et leurs tumeurs.
Ensuite, Guo veut poursuivre la base génétique de plusieurs couleurs de lézards, y compris deux espèces appelées Blizzard et Patternless, qui manquent de toutes les couleurs et de tous les motifs. Lui et Kruglyak ne savent pas si le travail révélera d’autres découvertes potentiellement pertinentes pour la santé humaine. C’est le problème avec la recherche motivée par la curiosité, dit Kruglyak. L’étude de phénomènes inhabituels par pure curiosité peut conduire les scientifiques dans des directions surprenantes, en finissant par révéler de nouvelles informations sur des voies moléculaires importantes.
D’ailleurs, ajoute-t-il, « Comment ne pas aimer une histoire qui commence avec un animal nommé M. Frosty ? »
Référence: Guo L, Bloom J, Sykes S et al. Hérédité de la couleur blanche et de l’iris chez le gecko léopard ‘Lemon Frost’. PLOS Génétique. 2021 ; 17 (6) : e1009580. dui : 10.1371 / journal.pgen.1009580
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