Eumélanine et phéomélanine : les deux pigments des mammifères
Les mammifères possèdent uniquement deux types de pigments, qui sont deux formes de mélanine : l’eumélanine (marron foncé, noirâtre) et la phéomélanine (jaunâtre, rougeâtre ou orange). Les personnes rousses ne produisent que de la phéomélanine, tandis que les personnes à peau foncée accumulent principalement de l’eumélanine. Toutes les autres couleurs de peau et de cheveux se situent quelque part entre ces deux extrêmes, grâce à jusqu’à 700 gènes qui régulent la pigmentation chez les animaux.
Chez les primates, les chevaux, les rongeurs, les chiens, les vaches et de nombreux autres animaux, la production de mélanine et la décision de produire de l’eumélanine ou de la phéomélanine sont contrôlées par une protéine membranaire appelée MC1R. Cette dernière gère les cellules de la peau connues sous le nom de mélanocytes qui libèrent de la mélanine. Si une hormone stimulant les mélanocytes (alpha-MSH) est libérée, les mélanocytes commencent à produire de l’eumélanine. Si un antagoniste, tel que la protéine de signalisation agouti ou la bêta-défensine chez les chiens, entre en jeu, la production d’eumélanine sombre s’arrête, et les mélanocytes produisent alors de la phéomélanine orange.
Cependant, les chats sont une tout autre histoire. Quiconque a un chat à la maison sait que ce sont des animaux très particuliers, très spéciaux à tous égards, y compris en ce qui concerne leur pigmentation.
Chez les chats, la production d’eumélanine ou de phéomélanine n’est pas contrôlée par le récepteur MC1R. Au lieu de cela, elle est régulée par un locus (dont le gène était jusqu’à présent inconnu) appelé « orange ». Un locus est un emplacement physique dans le génome dont les effets sont connus (par exemple, pelage noir ou orange), mais pas les détails de la séquence d’ADN précise qu’il contient, ni le gène auquel il appartient.
Pour cette raison, nous identifions généralement d’abord le locus et, avec le temps, nous découvrons et décrivons le gène associé en détail. Le locus orange chez les chats peut se présenter sous deux formes : une variante ‘O’ qui favorise la production de phéomélanine (orange), et une variante ‘o’ responsable de la production d’eumélanine (noire).
Un détail à noter est que le locus orange se trouve sur le chromosome X. Les chats femelles sont XX et les chats mâles sont XY, comme tous les autres mammifères. Et comme chez tous les mammifères femelles, toutes les cellules au cours du développement inactivent de manière aléatoire l’une des deux copies du chromosome X. Les chats femelles Oo – portant la variante O sur un chromosome X et la variante o sur l’autre – généreront des zones de leur corps qui sont orange (dans les zones où ils ont inactivé l’allèle ‘o’) et d’autres qui sont noires (lors de l’inactivation de l’allèle ‘O’).
Cela signifie que lorsque nous voyons un chat bicolore (noir/orange) ou tricolore (noir/orange/blanc), ou l’une de ses versions plus diluées, nous savons qu’il doit s’agir d’une femelle, et son motif de pigmentation sera complètement unique.
Les chats mâles sont soit orange, soit noirs (ils n’ont qu’un seul chromosome X), mais ne peuvent pas être bicolores ou tricolores, à moins qu’ils ne portent une altération chromosomique équivalente au syndrome de Klinefelter chez les humains (où les mâles naissent avec un chromosome X supplémentaire).
Les chats calico
Les femelles peuvent donc avoir les motifs mosaïques uniques tant appréciés par les amateurs de chats. Lorsque cela coïncide avec une autre mutation qui affecte la prolifération et la différenciation des mélanocytes (produisant des taches blanches, sans pigmentation), cela génère un chat tricolore, communément appelé calico.
Chaque calico est unique, car l’inactivation de l’un des chromosomes X dans chaque cellule pigmentaire se produit de manière aléatoire pendant le développement. Plus cette inactivation se produit tôt dans le développement, plus la tache résultante est grande. Plus elle survient tard, plus les taches sont petites.
Le gène du pelage orange chez les félins
Jusqu’à présent, nous ne savions pas quel gène était caché derrière le locus orange chez les félins. Les travaux récents de Barsh et Sasaki ont identifié qu’il ne s’agit pas de l’homologue chez le chat de MC1R, mais d’un autre : le gène Arhgap36. Les chats mâles au pelage orange, ainsi que les taches orange des chats calico, portent une mutation dans ce gène qui bloque la production d’eumélanine et permet la production de phéomélanine.
Ces deux études sont un merveilleux exemple de recherche fondamentale solide, qui vise uniquement à satisfaire la curiosité scientifique sans connaître ses applications immédiates, et à comprendre, dans ce cas, pourquoi ce coquin de chat Garfield est orange.
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Pierre Dupont est journaliste spécialisé dans l’actualité européenne. Il vous guide au cœur des événements en France et sur le continent avec rigueur et clarté.
