Zmije i miševi ne liče. Ali većina onoga što znamo o boji kože i šarama kod kičmenjaka uopšte, uključujući i zmije, zasniva se na laboratorijskim miševima. Međutim, postoje ograničenja u onome što nam miševi mogu reći o drugim kičmenjacima jer ne dele sve iste tipove ćelija koje proizvode boju, poznate kao hromatofore. Na primer, zmije imaju tip hromatofora koji se zove iridofori koji može da generiše prelive boje reflektujući svetlost.
Da bi stekao bolje razumevanje genetske osnove obojenosti kod kičmenjaka, istraživački tim predvođen Univerziteta McGill kombinovao je niz tehnika (sekvenciranje celih gena, uređivanje gena i elektronska mikroskopija) kako bi pažljivije sagledao varijacije boja i uzorke u koža koju prosipaju loptasti pitoni uzgajani u zatočeništvu. Bili su u stanju da identifikuju određeni gen (tfec) koji igra ključnu ulogu u pigmentaciji gmizavaca uopšte i tačnije u klasičnoj varijanti boje koja se nalazi kod kičmenjaka i razlikuje se po belim mrljama, pegastim.
Prodaja reptila uzgojenih u zatočeništvu je industrija od 1,4 milijarde dolara samo u SAD. Preko 4,5 miliona američkih domaćinstava drži gmizavce, a skoro svaka peta od njih su zmije koje se uzgajaju u zatočeništvu. Zbog spektakularnih varijacija boja koje se proizvode uzgojem u zatočeništvu, pojedinačni kuglični piton (Pithon regius—prvobitno pronađen u zapadnoj i centralnoj Africi) može se prodati za desetine hiljada dolara.
„Pitoni s loptom pokazuju neverovatne varijacije u bojama i šarama kože, što je deo njihove privlačnosti za hobiste, ali ih čini zaista korisnim za istraživače koji žele da razumeju genetsku osnovu obojenosti“, kaže Rovan Baret, privremeni direktor Redpath Univerziteta McGill. Muzej, kanadska istraživačka katedra za nauku o biodiverzitetu i stariji autor nedavnog rada u Current Biologi.
„Trgovina kućnim ljubimcima stvorila je ogroman broj varijacija boja koje inače ne bi postojale. Ovo nam pruža katalog da shvatimo na koje načine geni proizvode neverovatnu raznolikost boja, mrlja i pruga koje vidimo kod različitih životinja. “
Da bi identifikovali gene koji kontrolišu određenu osobinu, naučnici traže genetske varijante koje su prisutne kod životinja koje imaju tu osobinu i odsutne kod životinja koje nemaju. Koristeći kožu sakupljenu od uzgajivača zmija, Baretov tim je otkrio da pegaste zmije nose istu mutaciju u tfec genu.
Ali uobičajeni problem za naučnike je da pronalaženje korelacije između gena i određene osobine, kao što je piebaldizam, ne implicira uzročnost. Da bi napravili tu funkcionalnu vezu, istraživači MekGila su sarađivali sa laboratorijom Daga Menkea na Univerzitetu Džordžija kako bi modifikovali tfec u drugoj vrsti gmizavaca, smeđim gušterima, koristeći tehnologiju za uređivanje gena CRISPR. Otkrili su da genetski modifikovani gušteri zaista pokazuju izmenjenu obojenost, dokazujući da mutacije tfec uzrokuju promene ćelija koje proizvode boju.
„Naše istraživanje unapređuje znanje o genetici boje kičmenjaka uopšte, a posebno o razvoju iridescentnih ćelija, koje nisu toliko proučavane kao drugi putevi boja“, dodaje Alan Garsija-Elfring, dr. student na McGill-ovom odseku za biologiju i prvi autor rada.
„Takođe naglašava potencijalne prednosti rada sa neakademskim zajednicama kao što su uzgajivači pitona za ubrzanje otkrića u fundamentalnoj nauci. Naš posao, u ovom trenutku, je da otkrijemo koje druge mutacije leže u osnovi svih ovih varijacija koje se vide u zatočeništvu i kako ove mutacije su u interakciji. Ovo je uzbudljivo vreme i za istraživače i za hobiste reptila.“
