Cómo estos roedores obtuvieron sus rayas
Ratón rayado africanoJ.F. Los ratones de laboratorio BROEKHUIS vienen en una variedad de colores, gracias a la reproducción selectiva, pero en la naturaleza, la mayoría de los ratones son marrones, según el biólogo Ricardo Mallarino. El ratón rayado africano salvaje también tiene un color monótono, pero su pelaje también tiene una característica distintiva: rayas oscuras y claras alternas en el medio de la espalda. Mallarino, un postdoctorado en el laboratorio de Hopi Hoekstra y sus colegas ahora han descubierto que estas rayas se desarrollan a través de un mecanismo recientemente identificado de pigmentación variable. Además, el ratón rayado africano (Rhabdomys pumilio) comparte tanto las rayas como el mecanismo con la ardilla listada oriental (Tamias striatus), informan los investigadores hoy (2 de noviembre) en Naturaleza.
Hoekstra está interesada en cómo los patrones de pigmento, como rayas, confieren ventajas de aptitud física para los mamíferos, así como también cómo evolucionaron estos patrones. A diferencia de los ratones de laboratorio, tanto los ratones africanos como las ardillas son…
En un intento por entender no solo por qué, sino también cómo los roedores rayados adquieren estos patrones auspiciosos, Hoekstra y sus colegas compararon los pigmentos y tipos de células presentes, como así como la expresión génica, dentro de los tejidos que forman las rayas claras y oscuras.
Los investigadores reconocieron previamente que los melanocitos, las células que producen los pigmentos que colorean el cabello, desempeñaban un papel. Los melanocitos de los mamíferos pueden producir dos tipos de pigmentos, la eumelanina más oscura y la feomelanina más clara, y pueden pasar de producir un tipo de pigmento a otro, lo que da lugar a hebras de cabello que cambian de color desde la raíz hasta las puntas. Si los melanocitos están ausentes en un área determinada de la piel, el cabello será blanco o de color claro (como es el caso del estómago del gato esmoquin, por ejemplo), dijo Hoekstra.
Para determinar cuál Los mecanismos de pigmentación produjeron los rayos del ratón rayado africano, los investigadores examinaron el tejido de la piel, que incluye el cabello y los folículos pilosos de cada una de las franjas de diferentes colores y encontraron que, como se esperaba, los folículos dentro de las franjas oscuras tenían niveles más altos de melanina que aquellos dentro de las franjas más claras. Sorprendentemente, a pesar de tener menos melanina, la piel de las rayas claras tenía tantos melanocitos como la de las rayas más oscuras. La piel de las rayas claras, sin embargo, tenía niveles más bajos de Mitf, un factor de transcripción que conduce a la diferenciación de los melanocitos y la producción de genes de pigmentación. Esto llevó a los investigadores a plantear la hipótesis de que, en las franjas más claras, los niveles bajos de Mitf impedían que los melanocitos se diferenciaran, produjeran melanina y oscurecieran los pelos.
Luego, los investigadores utilizaron RNA-seq para comparar la expresión génica en la piel de las rayas claras y oscuras, encontrando que la piel de las rayas claras mostraba niveles más altos de un gen llamado Alx3, un factor de transcripción previamente conocido por estar involucrado en el desarrollo craneofacial. Tanto en el cultivo celular como en el desarrollo de embriones de ratón, los investigadores sobreexpresaron y derribaron por separado Alx3 utilizando sistemas de administración de genes virales. Los resultados de ambos experimentos indicaron que Alx3 regula a la baja Mitf. Otros análisis in vitro revelaron que Alx3 se une y reprime Mitf , informaron los investigadores.
Este es un nuevo mecanismo para regular los patrones de pigmento en los mamíferos. William Pavan, del Instituto Nacional de Investigación del Genoma Humano, que no participó en el trabajo, le dijo a The Scientist. Este [estudio informa] otra forma de hacer un cabello blanco.
A continuación, los investigadores examinaron los patrones de expresión de Alx3 en las rayas dorsales de las ardillas listadas orientales que los investigadores de Harvard capturaron en las cercanías de Concord, Massachusetts. , encontrando que Alx3 también se expresó en las rayas más claras de las ardillas listadas.
A pesar de su tamaño y patrones de rayas similares, las ardillas listadas y los ratones rayados africanos se separaron de su ancestro evolutivo compartido hace 70 millones de años. atrás, escribieron los autores, proponiendo que las rayas dorsales evolucionaron de forma independiente en los dos roedores.
La pregunta principal es: ¿Cómo se regula Alx3? dijo Robert Cornell, de la Universidad de Iowa, que estudia el desarrollo de los melanocitos pero no participó en el trabajo. Si Alx3 suprime la pigmentación en las rayas blancas, bueno, ¿cómo se controla la expresión de Alx3? ¿Se activa específicamente en las franjas blancas o se reprime específicamente en las franjas oscuras?
Hoekstra dijo que su equipo tiene la intención de investigar el papel que Alx3 puede desempeñar en la creación de franjas y otros patrones de pigmentos en otros animales.
R. Mallarino et al., Mecanismos de desarrollo de patrones de rayas en roedores, Nature, doi:10.1038/nature20109, 2016.
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