Cobras e ratos não se parecem. Mas muito do que sabemos sobre a coloração e padronização da pele em vertebrados em geral, inclusive em cobras, é baseado em camundongos de laboratório. No entanto, há limites para o que os ratos podem nos dizer sobre outros vertebrados porque eles não compartilham todos os mesmos tipos de células produtoras de cores, conhecidas como cromatóforos. Por exemplo, as cobras têm um tipo de cromatóforo chamado iridóforo que pode gerar cores iridescentes refletindo a luz.
Para obter uma melhor compreensão da base genética da coloração em vertebrados, uma equipe de pesquisa liderada pela McGill University combinou uma série de técnicas (sequenciamento de genes completos, edição de genes e microscopia eletrônica) para examinar mais de perto as variações de cores e padrões no pele trocada por pítons-reais criadas em cativeiro. Eles foram capazes de identificar um gene específico (tfec) que desempenha um papel crucial na pigmentação dos répteis em geral e mais especificamente em uma variante de cor clássica encontrada em vertebrados e distinguida por manchas brancas, o malhado.
Crowdsourcing de dados biológicos com a ajuda de criadores de cobras
A venda de répteis criados em cativeiro é uma indústria de US$ 1,4 bilhão somente nos Estados Unidos. Mais de 4,5 milhões de lares americanos mantêm répteis, e cerca de um em cada cinco deles são cobras criadas em cativeiro. Devido às espetaculares variações de cores produzidas através da reprodução em cativeiro, uma píton-real individual (Python Regius — originalmente encontrado na África Ocidental e Central) pode ser vendido por dezenas de milhares de dólares.
“As pítons-reais apresentam variações incríveis na coloração e no padrão da pele, o que faz parte de seu apelo para os amadores, mas também as torna realmente úteis para pesquisadores que desejam entender a base genética da coloração”, diz Rowan Barrett, diretor interino do Redpath da Universidade McGill. Museum, a Cátedra de Pesquisa do Canadá em Ciência da Biodiversidade e a autora sênior do artigo recente em biologia atual. “O comércio de animais de estimação criou um enorme conjunto de variação de cores que não existiria de outra forma. Isso fornece um catálogo para descobrirmos as muitas maneiras pelas quais os genes produzem a incrível diversidade de cores, manchas e listras que vemos em diferentes animais. “
A edição genética confirma o papel da mutação na coloração dos répteis
Para identificar os genes que controlam uma determinada característica, os cientistas procuram por variantes genéticas que estão presentes em animais que possuem a característica e ausentes em animais que não a possuem. Usando pele trocada coletada de criadores de cobras, a equipe de Barrett descobriu que as cobras malhadas carregavam a mesma mutação no tfec gene.
Mas um problema comum para os cientistas é que encontrar uma correlação entre um gene e uma característica específica, como o piebaldismo, não implica causalidade. Para fazer esse link funcional, os pesquisadores da McGill colaboraram com o laboratório de Doug Menke na Universidade da Geórgia para modificar tfec em uma espécie diferente de réptil, o lagarto anole marrom, usando a tecnologia de edição de genes CRISPR. Eles descobriram que os lagartos geneticamente modificados realmente apresentam coloração alterada, provando que as mutações para tfec causar alterações nas células produtoras de cor.
“Nossa pesquisa avança o conhecimento da genética da coloração dos vertebrados em geral e particularmente do desenvolvimento de células iridescentes, que não foram estudadas tanto quanto outras vias de cores”, acrescenta Alan Garcia-Elfring, estudante de doutorado no Departamento de Biologia de McGill e o primeiro autor no papel. “Também destaca os benefícios potenciais de trabalhar com comunidades não acadêmicas, como criadores de pítons-reais, para acelerar descobertas em ciências fundamentais. Nosso trabalho, neste momento, é descobrir quais outras mutações estão por trás de toda essa variação observada em cativeiro e como essas as mutações interagem. É um momento emocionante para pesquisadores e entusiastas de répteis.”