Images de consultants d’individus symbolisant le bec court (à gauche quatre oiseaux) et le pain de pigeon à bec moyen ou long (à droite 4 oiseaux) de chiens (crédit image: Jones Hellmann). Pigeons à bec court, de gauche à droite : verre British Short Face Stemless, African Owl, Asian Frill, Budapest Stemless verre. (B) Pigeons à bec moyen/long, de gauche à droite : Ouest de l’Angleterre, Cauchois, Scandaroon, Show Ruler. Les oiseaux sauvages à bec court avaient tous exactement la même mutation ROR2. Pointage de crédit : adapté de Boer et Shapiro (2021) Current Biology
Veränderung dans le gène ROR2 est lié à la longueur du bec chez les pigeons domestiques, a un lien inattendu avec un trouble congénital individuel.
Charles Darwin était obsédé par les pigeons domestiques. Il croyait qu’ils détenaient les secrets particuliers du choix dans leur bec. Libérés des liens associés à la sélection naturelle, les plus de 350 races de pigeons domestiques ont des becs de toutes formes et tailles chez une seule espèce ( Columba livia) . Les plus étonnants sont les becs donc courts qu’ils empêchent parfois les parents de nourrir leur propre jeune. Des siècles de métissage ont appris aux premiers colombophiles que la longueur du bec était probablement régulée par quelques facteurs héréditaires. Cependant, les généticiens modernes n’ont pas réussi à résoudre le mystère de Darwin en identifiant l’équipement moléculaire contrôlant les becs courts – jusqu’à présent.
Dans une nouvelle étude, des biologistes de l’Université de l’Utah ont découvert que la mutation du gène ROR2 est liée à la diminution de la taille du bec de nombreuses races de pigeons domestiques. Étonnamment, les variations du ROR2 sous-tendent en outre un trouble de l’être humain appelé syndrome de Robinow.
Tests haute résolution des petits-enfants de la combinaison Racing Homer et German Owl. L’animation affiche la variété des mesures du bec, du plus court au plus long. Crédit : Elena Boer
« Certaines des caractéristiques les plus impressionnantes du syndrome de Robinow sont les traits du visage, qui comprennent un front étendu et proéminent ainsi qu’une zone nasale et une bouche courtes et larges, et rappellent donc le phénotype à bec court chez les pigeons », a déclaré Elena Boer. , rédacteur principal de l’article qui a également terminé la recherche en tant que boursier postdoctoral sur l’U et est actuellement scientifique en version clinique aux laboratoires ARUP. « C’est judicieux du point de vue du développement, car nous savons que la voie de signalisation ROR2 particulière joue un rôle important dans le développement craniofacial des vertébrés. ”
L’article sera publié dans la revue Actuel Le domaine de la biologie de nos jours (21 septembre 2021).
Gènes et crânes Umschlüsselung
Les chercheurs en particulier ont élevé deux pigeons avec des becs courts et modérés – l’homme au bec moyen était un Racing Homer, un oiseau soigneusement élevé pour la vitesse en utilisant une longueur de bec exactement comme le pigeon biset ancestral. Le féminin à petit bec était un vieux hibou né en Allemagne, une race de pigeon extravagante qui a un petit bec trapu.
« Les éleveurs ont choisi ce bec uniquement pour l’esthétique au point qu’il est préjudiciable – il n’apparaîtrait jamais dans le caractère. Ainsi, les pigeons domestiques sont un énorme avantage pour trouver des gènes responsables des différences de taille », a déclaré Michael Shapiro, président de la chaire présidentielle James E. Talmage en biologie à l’Oughout et rédacteur principal de l’article. « L’un des grands arguments de Darwin était que la sélection organique et la sélection synthétique sont des variantes de la même procédure. Les dimensions du bec de pigeon ont été déterminantes pour déterminer son fonctionnement. ”
Old La chouette en langue allemande (à gauche) plus Racing Homer (à droite) du pain de pigeon domestique de chiens que les chercheurs ont soigneusement élevés pour l’étude. Pointage de crédit : Sydney Stringham
Les mamans et papas à bec court et moyen ont produit un premier Farreneheit 1 couvée d’enfants avec des becs de longueur intermédiaire. Une fois que les biologistes ont accouplé le particulier F une oiseaux les uns aux autres, le Farrenheit résultant 2 les petits-enfants avaient des becs allant du gros au petit, et toutes les dimensions entre les deux. Pour évaluer la variation, Boer a mesuré le style du bec dans le 145 Farreneheit 2 des personnes utilisant des micro-tomodensitogrammes générés sur l’installation primaire d’imagerie préclinique de l’Université d’Ut.
“Ce qui est cool avec cette méthode, c’est qu’elle nous permet d’examiner la taille et la forme de l’ensemble du crâne, et il s’avère également que ce n’est pas seulement la taille du bec qui diffère – la boîte crânienne change de forme simultanément”, a déclaré Boer. “Ces analyses ont montré que la différence de bec au sein de la F 2 la population humaine était due à de réelles différences dans la taille du bec et non à une variation dans l’ensemble du crâne ou même dans la taille du corps. ”
Ensuite, les chercheurs ont comparé les génomes des pigeons particuliers. Initialement, en utilisant une technique appelée cartographie des loci de traits quantitatifs (QTL), ils ont identifié ADN versions de séquences dispersées dans tout le génome, puis ont cherché à savoir si ces variations sont apparues dans le Farreneheit 2 chromosomes des petits-enfants.
“Les petits-enfants et les petits becs ont connu le même morceau de chromosome que leurs grands-parents avec tout le petit bec, ce qui nous a généralement dit que ce morceau de chromosome avait quelque chose à voir avec les petits becs”, a déclaré Shapiro. «Et c’était dans le chromosome sexuel, ce que les tests génétiques classiques avaient généralement suggéré, et nous nous sommes enthousiasmés. ”
Le groupe a ensuite comparé les séquences du génome entier de nombreux pains de pigeon différents de chiens ; 56 pigeons à travers 31 pains de chiens à bec court et 121 pigeons à partir de 58 pains de chiens à bec moyen ou long. L’analyse a démontré que tous les individus avec de petits becs avaient exactement la même séquence d’ADN dans une zone du génome qui a le gène ROR2.
« L’idée que nous obtenions exactement le même signal fort par le biais de deux méthodes indépendantes était vraiment excitante et a fourni un degré supplémentaire de preuve que le locus ROR2 est inclus », a déclaré Boer.
Les auteurs spéculent que la mutation à bec court provoque le repliement de la protéine ROR2 particulière, mais le groupe prévoit de faire des expériences pratiques pour comprendre comment la mutation affecte le développement craniofacial.
Amateurs de pigeons
L’attrait du pigeon domestique qui a hypnotisé Darwin captive encore aujourd’hui les curieux. La plupart des échantillons de sang que l’équipe d’analyse a utilisés pour le séquençage du génome provenaient de membres du club de golf Utah Pigeon et de la National Pigeon Organization, des groupes d’amateurs de pigeons qui continuent d’élever des pigeons et participent à des compétitions pour montrer la variation frappante. parmi les races.
“Chaque article que notre laboratoire a publié au cours des 10 dernières années a compté sur leurs échantillons d’une manière ou d’une autre”, a déclaré Shapiro. « Nous ne pourrions pas faire cela sans la communauté des éleveurs de pigeons. ”
Référence : « Une version de codage ROR2 est associée à une variation craniofaciale chez les pigeons domestiques » 21 septembre 2021, Biologie actuelle .
DOI : dix. 1016/j. lionceau. 2021. 08. 068
Parmi les autres auteurs de U, citons Hannah Vehicle Hollebeke et Emily Maclary du College of Biological Sciences, et Carson Holt et Mark Yandell du département associé à la génétique humaine et au USTAR Center pour obtenir la découverte génétique.
