Les serpents et les souris ne se ressemblent pas. Mais une grande partie de ce que nous savons sur la coloration et les motifs de la peau chez les vertébrés en général, y compris chez les serpents, est basée sur des souris de laboratoire. Cependant, il y a des limites à ce que les souris peuvent nous dire sur les autres vertébrés car elles ne partagent pas tous les mêmes types de cellules productrices de couleur, appelées chromatophores. Par exemple, les serpents ont un type de chromatophore appelé iridophores qui peut générer des couleurs irisées en réfléchissant la lumière.
Pour mieux comprendre la base génétique de la coloration chez les vertébrés, une équipe de recherche dirigée par l’Université McGill a combiné une gamme de techniques (séquençage de gènes entiers, édition de gènes et microscopie électronique) pour examiner de plus près les variations de couleur et les motifs dans le peau perdue par les pythons royaux élevés en captivité. Ils ont pu identifier un gène particulier (tfec) qui joue un rôle crucial dans la pigmentation des reptiles en général et plus spécifiquement dans une variante de couleur classique trouvée chez les vertébrés et distinguée par des taches blanches, le piebald.
Crowdsourcing de données biologiques avec l’aide d’éleveurs de serpents
La vente de reptiles élevés en captivité représente une industrie de 1,4 milliard de dollars aux États-Unis seulement. Plus de 4,5 millions de ménages américains élèvent des reptiles, et près d’un sur cinq d’entre eux sont des serpents élevés en captivité. En raison des variations de couleurs spectaculaires produites par l’élevage en captivité, un python royal individuel (Roi Python – trouvé à l’origine en Afrique de l’Ouest et centrale) peut se vendre pour des dizaines de milliers de dollars.
« Les pythons royaux présentent des variations incroyables dans la coloration et les motifs de la peau, ce qui fait partie de leur attrait pour les amateurs, mais les rend également très utiles pour les chercheurs qui veulent comprendre la base génétique de la coloration », explique Rowan Barrett, directeur par intérim du Redpath de l’Université McGill. Museum, titulaire de la Chaire de recherche du Canada en sciences de la biodiversité et auteur principal du récent article dans Biologie actuelle. « Le commerce des animaux de compagnie a créé un énorme bassin de variations de couleurs qui n’aurait pas existé autrement. Cela nous fournit un catalogue pour comprendre les nombreuses façons dont les gènes produisent l’incroyable diversité de couleurs, de taches et de rayures que nous voyons chez différents animaux. «
L’édition de gènes confirme le rôle de la mutation dans la coloration des reptiles
Pour identifier les gènes qui contrôlent un trait particulier, les scientifiques recherchent des variants génétiques qui sont présents chez les animaux qui ont le trait et absents chez les animaux qui ne le font pas. À l’aide de peau de mue recueillie auprès d’éleveurs de serpents, l’équipe de Barrett a découvert que les serpents pieportaient la même mutation dans le tfec gène.
Mais un problème courant pour les scientifiques est que trouver une corrélation entre un gène et un trait particulier, comme le piebaldisme, n’implique pas de causalité. Pour établir ce lien fonctionnel, les chercheurs de McGill ont collaboré avec le laboratoire de Doug Menke à l’Université de Géorgie pour modifier tfec chez une autre espèce de reptile, le lézard anole brun, en utilisant la technologie d’édition de gènes CRISPR. Ils ont découvert que les lézards génétiquement modifiés présentent effectivement une coloration altérée, prouvant que les mutations tfec provoquer des changements dans les cellules productrices de couleur.
« Nos recherches font progresser les connaissances sur la génétique de la coloration des vertébrés en général et en particulier sur le développement des cellules iridescentes, qui n’ont pas été autant étudiées que les autres voies de coloration », ajoute Alan Garcia-Elfring, étudiant au doctorat au Département de biologie de McGill et premier auteur sur le papier. « Cela met également en évidence les avantages potentiels de travailler avec des communautés non universitaires telles que les éleveurs de python royal pour accélérer les découvertes en science fondamentale. Notre travail, à ce stade, consiste à déterminer quelles autres mutations sous-tendent toutes ces variations observées en captivité, et comment ces les mutations interagissent. C’est une période passionnante pour les chercheurs et les amateurs de reptiles.
