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Pour la première fois, des scientifiques ont créé des serpents génétiquement modifiés. Thé CRISPR-les reptiles édités offrent un nouvel aperçu de la façon dont les serpents des blés (Pantherophis guttatus) développer leurs échelles à motifs précis.
Tout comme les plumes des oiseaux ou les poils des mammifères, les écailles de serpent sont le résultat de placodes – de petites structures épaissies sur la peau qui se développent au niveau embryonnaire, selon une nouvelle étude publiée mercredi 14 juin dans la revue Avancées scientifiques.
Mais contrairement à la plupart des autres espèces, y compris les souris, où les placodes sont aléatoires, les placodes d’un serpent se développent de manière très organisée, définissant le positionnement de chaque échelle. Au contraire, l’organisation spatiale de ces placodes suit un modèle dans la nature expliqué pour la première fois par le mathématicien Alan Turing, ont ajouté les chercheurs.
Des scientifiques genevois ont voulu savoir exactement comment et pourquoi ces « motifs hexagonaux presque parfaits[s] »développé sur les écailles dorsales situées sur le dos et les flancs des serpents, mais pas sur les écailles ventrales qui forment une seule rangée sur le ventre des animaux.
Les chercheurs ont découvert que les écailles ventrales d’un embryon se développent en premier et s’alignent sur la position des somites – des blocs de cellules qui déterminent l’emplacement des vertèbres, des côtes, des muscles et du derme de la peau. Une fois les écailles ventrales établies, deux « vagues » distinctes de placodes se développent, se déplaçant l’une vers l’autre.
Les vagues se rencontrent latéralement, créant les motifs hexagonaux bien rangés qui sont la marque de fabrique de la peau d’un serpent, selon un déclaration.
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« Pour confirmer notre travail, nous avons utilisé des simulations informatiques et avons obtenu des résultats similaires », a déclaré l’auteur principal. Athanasia Tzika, postdoctorant au Département de génétique et évolution de l’Université de Genève, a déclaré à Live Science. « C’est surprenant car la voie est essentielle au bon développement des appendices cutanés chez les oiseaux, les reptiles et les mammifères. »
Tzika a cité les lézards avec un gène EDA muté, qui ont déjà été étudiés dans le laboratoire de son université, comme exemple d’un reptile qui n’a jamais développé d’écailles.
Cela a conduit les chercheurs à créer les premiers serpents génétiquement modifiés au monde. En utilisant CRISPR-Cas9, qui modifie les gènes en coupant l’ADN et en laissant l’ADN naturel se réparer lui-même, Tzika et son équipe ont réussi à créer des serpents « mutants » qui manquaient d’écailles dorsales-latérales (hexagonales), mais avaient toujours des écailles ventrales.
Elle a dit que cela prouvait que les échelles ne sont pas « auto-organisées » et se produisent « sans voie EDA canonique fonctionnelle ».
Au total, les scientifiques ont créé quatre serpents des blés, qui ont tous actuellement deux ans et « se portent bien », a déclaré Tzika.
« Les animaux que nous avons produits sont exactement les mêmes que les serpents naturels ; nous avons pu reproduire le même phénotype », a déclaré Tzika.
Elle a déclaré qu’ils prévoyaient de mener une autre série de modifications CRISPR sur les serpents génétiquement modifiés dans deux ans, une fois qu’ils auront atteint la maturité sexuelle, « pour voir si la mutation se transmettra à la prochaine génération ».
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