Le nom du gecko léopard était M. Frosty, et il était difficile de le manquer.
Des bandes jaunes rayaient son dos et une peau d’une blancheur inhabituelle dépassait de taches sur sa tête et sa queue. “C’est ce motif de coloration vraiment frappant”, explique Leonid Kruglyak, chercheur au Howard Hughes Health care Institute, généticien à l’Université de Californie à Los Angeles (UCLA).
Un magasin de reptiles californien a commencé à élever M. Frosty en 2016 et a produit une colonie de lézards jaune citron. La variété de couleur était connue sous le nom de Lemon Frost – avec leurs bandes audacieuses et leurs taches élégantes, les animaux rares pouvaient rapporter furthermore de 2 000 $.
Mais les geckos voyants avaient un problème. Approximativement 80 % développent des tumeurs bulbeuses de la peau blanche au cours des cinq premières années de la vie. Chez certains individus, ces tumeurs peuvent devenir massives, ce qui rend difficile le déplacement des animaux et peut potentiellement provoquer une an infection en cas de rupture. Kruglyak et ses collègues soupçonnaient une racine génétique – peut-être une seule mutation dans un seul gène. “Il semblait possible que la même chose qui donnait aux geckos une coloration si inhabituelle était également à l’origine des tumeurs”, dit-il.
Maintenant, en utilisant diverses analyses génétiques, son équipe a retracé les tumeurs et la coloration jusqu’à un gène impliqué dans le mélanome cutané de la peau, un most cancers mortel chez l’homme, rapporte l’équipe le 24 juin 2021 dans la revue PLOS Genetics.
“Identifier la base génétique de ce trait chez les reptiles est vraiment merveilleux”, déclare Douglas Menke, un généticien du développement à l’Université de Géorgie qui n’a pas participé aux travaux. Les études génétiques sur les reptiles sont rares, dit-il, et celles ayant une pertinence biomédicale encore as well as rares. Comme les souris et les poissons zèbres étudiés en laboratoire, le gecko léopard pourrait un jour servir de modèle aux scientifiques qui étudient le mélanome, dit-il.
“Il n’est pas specific que le gecko léopard devienne la souris de laboratoire du monde des reptiles”, dit-il. “Mais c’est certainement attainable.”
Une collaboration haute en couleurs
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. L’inspiration a frappé lorsqu’il est tombé sur un write-up en ligne sur les “espèces du jour” sur les geckos léopards. “Les visuals m’ont immédiatement sauté aux yeux”, dit Guo. “Ces animaux ont tellement de couleurs et de motifs fascinants.”
Les geckos se déclinent dans une variété de nuances brillantes, avec des noms comme Sunburst Tangerine, Black Evening et Granite Snow, mais les scientifiques ne savaient pas grand-selected sur la génétique derrière les variantes. “Nous avons une compréhension très limitée de la façon dont les animaux affichent cette incroyable variété de couleurs”, explique Kruglyak. En fait, on sait peu de choses sur la génétique des reptiles.
Les lézards et les serpents ne sont pas des animaux de laboratoire établis comme les souris, et les scientifiques n’ont pas développé d’outils complets pour les étudier. Le génome du gecko léopard, par exemple, n’a pas été soigneusement défini, et personne n’a identifié quels gènes se trouvent sur quels chromosomes.
Lors d’une réunion avec Kruglyak, “Leonid était tellement excité et a commencé à faire des calculs sur le nombre d’animaux et à élaborer une stratégie de cartographie”, a déclaré Guo. Pourtant, si Guo et Kruglyak voulaient découvrir quels gènes étaient derrière quelles couleurs, ils avaient d’abord besoin d’ADN de gecko. Guo a présenté l’idée à Steve Sykes, un éleveur de reptiles en Californie. Sykes avait des centaines de geckos, des information de reproduction méticuleux et, il s’est avéré, une enthusiasm pour la science. “Ce fut un instant très chanceux dans ma vie”, se souvient Guo. Sykes a accepté de collaborer avec les scientifiques et leur a présenté M. Frosty et ses cousins colorés.
Chasseurs de gènes
Les couleurs éclatantes de nombreux animaux, dont les poissons tropicaux, les caméléons et les geckos léopards, proviennent de cellules appelées iridophores. Contrairement aux cellules de la peau humaine, qui tirent leur couleur du pigment chimique mélanine, les iridophores produisent des couleurs through des cristaux. La forme et la composition de ces cristaux affectent la façon dont ils se plient et réfléchissent la lumière, produisant un arc-en-ciel de couleurs possibles. Chez les geckos léopards, la disposition des cristaux donne naissance 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 pourrait lier à certaines variétés de couleurs – en particulier, les panneaux génétiques qui se produisent uniquement chez les animaux Lemon Frost.
Le laboratoire de Kruglyak n’est pas un laboratoire de reptiles, et son équipe n’avait jamais étudié les geckos léopards auparavant. Mais ses recherches se concentrent sur la foundation génétique d’une variété de traits dans différents organismes. Il a examiné des souches de levure au métabolisme inhabituel et des vers ronds résistants à certains médicaments. Le projet gecko a offert une nouvelle tournure à la spécialité de l’équipe de Kruglyak – mapper un trait particulier à une région spécifique du génome.
Les chercheurs ont cartographié le trait Lemon Frost à une région qui contenait un seul gène, SPINT1. Ce gène avait déjà été lié au most cancers 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 impliqué le gène dans le mélanome cutané de la peau humaine.
Compte tenu du rôle du gène dans le cancer, c’est un candidat clair pour ce qui lead to les tumeurs chez les geckos Lemon Frost, dit Kruglyak. Il est doable que des erreurs dans le gène accélèrent la production de globules blancs et de cristaux réfléchissant la lumière qu’ils contiennent, donnant aux geckos leur coloration brillante caractéristique – et leurs tumeurs.
Ensuite, Guo veut poursuivre la base génétique d’encore as well as de couleurs de lézard, y compris deux variétés appelées Blizzard et Patternless, qui manquent de toutes les couleurs et de tous les motifs. Lui et Kruglyak ne savent pas si les travaux permettront de découvrir 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 emmener les scientifiques dans des directions surprenantes et finir par révéler de nouvelles informations sur des voies moléculaires importantes.
D’ailleurs, ajoute-t-il, “comment ne pas aimer une histoire qui begin avec un animal nommé Mr Frosty ?”