Garfield, star della striscia comica creata da Jim Davis nel 1978, è arancione come molti gatti che popolano le nostre case. Ma perché? Due studi recenti spiegano la genetica dietro ai gatti arancioni.
Eumelanina e feomelanina: i due pigmenti dei mammiferi
I mammiferi possiedono solo due pigmenti , che sono due colori di melanina : eumelanina (di colore marrone scuro o nero) e feomelanina (di colore giallo, rosso o arancione). Le persone con capelli rossi producono esclusivamente feomelanina , mentre le persone con pelle scura accumulano principalmente eumelanina . Tutti gli altri colori della pelle e dei capelli si collocano in una gamma intermedia, grazie a circa 700 geni che regolano la pigmentazione negli animali. In primati, cavalli, roditori, cani, mucche e molti altri animali, la produzione di melanina e la decisione di produrre eumelanina o feomelanina è controllata da una proteina di membrana chiamata MC1R . Questa proteina regola le cellule della pelle note come melanociti , che rilasciano melanina.
Se viene rilasciato un ormone stimolante i melanociti (alpha-MSH), i melanociti iniziano a produrre eumelanina . Se entra in gioco un antagonista, come la proteina di segnalazione agouti o la beta-defensina nei cani, la produzione di eumelanina scura si interrompe e i melanociti producono invece feomelanina arancione. Tuttavia, i gatti sono un caso a parte. Chiunque abbia un gatto sa che sono animali molto peculiari e speciali in ogni modo, e questo si estende anche alla loro pigmentazione. In gatti , la produzione di eumelanina o feomelanina non è controllata dal recettore MC1R .
Invece, è sotto il controllo di un locus (il cui gene era, fino ad ora, sconosciuto) chiamato ” arancione “. Un locus è una posizione fisica nel genoma i cui effetti sono noti (ad esempio, mantello nero o arancione), ma non i dettagli della precisa sequenza di DNA che contiene, né il gene a cui appartiene. Per questo motivo, di solito identifichiamo prima il locus e poi, nel tempo, scopriamo e descriviamo in dettaglio il gene associato. Il locus arancione nei gatti può presentarsi in due varianti: una variante ‘O’ che supporta la produzione di feomelanina (arancione) e una variante ‘o’ che è responsabile della produzione di eumelanina (nera). Un dettaglio da notare è che il locus arancione si trova sul cromosoma X .
Le femmine di gatto sono XX e i maschi sono XY , come tutti gli altri mammiferi. E come in tutte le femmine di mammiferi, tutte le cellule durante lo sviluppo inibiscono casualmente uno dei due cromosomi X. Le femmine di gatto OO – che portano la variante O su un cromosoma X e la variante o sull’altro – genereranno aree del loro corpo che sono arancioni (nelle aree in cui hanno inibito l’allele ‘o’) e altre che sono nere (quando inibiscono l’allele ‘O’). Questo significa che quando vediamo un gatto bicolore (nero/arancione) o tricolore (nero/arancione/bianco), o una delle sue versioni più diluite, sappiamo che deve essere una femmina, e il suo pattern di pigmentazione sarà completamente unico. I maschi di gatto sono o arancioni o neri (hanno solo un cromosoma X), ma non possono essere bicolori o tricolori, a meno che non portino un’alterazione cromosomica equivalente alla sindrome di Klinefelter negli esseri umani (dove i maschi nascono con un cromosoma X extra).
Gatti calico
Le femmine di gatto possono quindi presentare pattern unici di pigmentazione, creando gatti calico . Questi gatti sono particolarmente apprezzati dai gattari per la loro mosaico di colori. Quando si verifica una mutazione che influisce sulla proliferazione e differenziazione dei melanociti, si possono formare macchie bianche senza pigmentazione, generando un gatto tricolore , comunemente noto come calico . Ogni calico è unico, poiché l’inattivazione di uno dei due cromosomi X in ciascun cellula pigmentaria avviene in modo casuale durante lo sviluppo.
Dettagli sull’inattivazione
- Inattivazione precoce: Se l’inattivazione avviene precocemente durante lo sviluppo, si formeranno macchie più grandi.
- Inattivazione tardiva: Se avviene più tardi, le macchie saranno più piccole.
Questa variabilità rende ogni gatto calico un esemplare unico e affascinante.
Il gene del mantello arancione felino
Nel caso dei gatti, la produzione di eumelanina o feomelanina non è controllata dal recettore MC1R . Invece, è gestita da un locus (il cui gene era, fino ad ora, sconosciuto) chiamato ” arancione “. Un locus è una posizione fisica nel genoma i cui effetti sono noti (ad esempio, mantello nero o arancione), ma non i dettagli della precisa sequenza di DNA che contiene, né il gene a cui appartiene. Per questo motivo, di solito identifichiamo prima il locus e poi, nel tempo, scopriamo e descriviamo in dettaglio il gene associato. Il locus arancione nei gatti può presentarsi in due varianti: una variante ‘ O ’ che supporta la produzione di feomelanina (arancione), e una variante ‘ o ’ che è responsabile della produzione di eumelanina (nera).
Un dettaglio da notare è che il locus arancione si trova sul cromosoma X . Le femmine di gatto sono XX e i maschi sono XY , come tutti gli altri mammiferi. E come in tutti i mammiferi femminili, tutte le cellule durante lo sviluppo inibiscono casualmente una delle due copie del cromosoma X. Le femmine OO – che portano la variante O su un cromosoma X e la variante o sull’altro – genereranno aree del loro corpo che sono arancioni (nelle aree in cui hanno inibito l’allele ‘o’) e altre che sono nere (quando inibiscono l’allele ‘O’). Questo significa che quando vediamo un gatto bicolore (nero/arancione) o tricolore (nero/arancione/bianco), o una delle sue versioni più diluite, sappiamo che deve essere una femmina, e il suo pattern di pigmentazione sarà completamente unico.
I maschi di gatto sono o arancioni o neri (hanno solo un cromosoma X), ma non possono essere bicolori o tricolori, a meno che non portino un’alterazione cromosomica equivalente alla sindrome di Klinefelter negli esseri umani (dove i maschi nascono con un cromosoma X extra). Fino ad ora, non sapevamo quale gene si nascondesse dietro il locus arancione nei felini. I recenti lavori di Barsh e Sasaki hanno identificato che non si tratta dell’omologo del gatto di MC1R , ma di un altro: il gene Arhgap36 . I maschi di gatto con mantelli arancioni, così come le macchie arancioni dei gatti calico, portano una mutazione in questo gene che blocca la produzione di eumelanina e consente la produzione di feomelanina . Questi due studi sono un meraviglioso esempio di buona ricerca di base, che mira solo a soddisfare la curiosità scientifica senza conoscere le sue applicazioni immediate, e a comprendere, in questo caso, perché quel gatto dispettoso di nome Garfield è arancione.
Fonte: TheConversationEU