Ultimo aggiornamento:  08.09.2019 10.41
     
 
27 maggio 2019
                                       
 

Diverse sfumature di grigio:

FACCIAMO LUCE SUL MERLE

di  Giulia Faessler & Lucio Rocco

 

Negli ultimi anni ci sono state molte ricerche scientifiche che hanno talvolta chiarito, talvolta stravolto, quelli che erano i primi originari concetti di genetica di cui gli allevatori si servivano per selezionare alcuni colori. Un allevatore non deve essere obbligatoriamente un genetista, ma per il bene della razza che alleva ha il dovere di informarsi sulle nuove scoperte, al fine di evitare di continuare ad allevare sulla base di poche conoscenze diventate col tempo insufficienti, obsolete, o addirittura errate.

Il 20 dicembre del 2014, con l’aiuto della Dott.ssa L. A. Clark, dell’Università di Clemson, abbiamo pubblicato su questo stesso sito un articolo molto interessante dal titolo “Biografia di un gene poco conosciuto”. In quell’articolo si cercava di spiegare il funzionamento del gene merle, presentando alcune novità venute fuori da studi recenti condotti soprattutto negli Stati Uniti. Ricerche fatte nei successivi cinque anni, di cui alcune recentissime, hanno reso necessari ulteriori aggiornamenti che, pur non essendo di immediata comprensione, pure sono indispensabili per fare un po’ di luce su questo misterioso mantello del collie ed evitare di rimanere a bocca aperta davanti a colori di cui non siamo capaci di individuare l’origine.

Per riprendere e completare dunque quel discorso, cercando di farlo nella maniera più semplice possibile, è opportuno richiamare alcuni concetti lì trattati che rappresentano la base storica e scientifica dell’argomento che andiamo a trattare.

Un buon numero di razze canine presentano un mantello caratterizzato da un disegno che presenta un colore di base diluito in cui affondano casuali macchie di colore. Questo tipo di disegno si chiama "merle" e risulta essere, in ogni soggetto, assolutamente unico.

Ricordiamo che fu Little, nel 1957, a studiare il locus M (merle) il cui gene PMEL egli ipotizzò essere formato da due alleli: m e M. Il primo, l’allele originario, è quello che permette la normale manifestazione del colore (non merle), il secondo è invece un allele mutato che causa la tipica colorazione merle. M è parzialmente dominante su m, per cui, facendo riferimento ai soli collie, i possibili mantelli prodotti dalla combinazione dei due alleli sono:

- mm: fenotipo che non presenta diluizione del mantello;

- Mm: fenotipo grigio blu con macchie nere, il tipico mantello merle;

- MM: fenotipo con mantello diluito fino al bianco, che spesso si accompagna a problemi di cecità o di sordità, e che non prendiamo in considerazione essendo ormai anche in Italia vietato l’accoppiamento tra due soggetti merle.

Ma dai tempi di Little molte scoperte sono state fatte, le più importanti delle quali negli ultimi anni, per cui quel gene di cui cinque anni fa dicevamo che era “poco conosciuto”, ha rivelato la maggior parte dei suoi segreti permettendo alla nostra conoscenza del locus M di fare un gran balzo in avanti. Per chi non si dedica solo alle esposizioni, ma è anche capace di osservare la storia che passa sotto i suoi occhi, questo significa indagare l’anima del Collie.

Ricordiamo ancora che nel 1984 il Dr. P. Sponenberg avanzò l’ipotesi che il gene responsabile del disegno merle fosse nient’altro che la mutazione di un gene da lui chiamato "DNA trasponibile". Più di vent’anni dopo, nel 2006, la Dott.ssa L. A. Clark ed i suoi colleghi della Texas A & M University dimostrarono che la presenza del gene mutato M è sempre associata alla presenza di un particolare tipo di DNA trasponibile, detto SINE, che non esiste in m.

Le SINE (Short Interspersed Elements) sono brevi sequenze di DNA, costituite da meno di 500 paia di basi. Esse sono spesso chiamate “DNA spazzatura”, perché contengono scarse informazioni genetiche, eppure sembra che abbiano un ruolo essenziale nell'evoluzione.

Nel caso dei nostri cani, l’inserimento della SINE nell’originario allele m, ha provocato la mutazione che ha trasformato m in M, e poiché questa mutazione è presente in molte razze di cani, è evidente che la sua origine risale ai tempi in cui il cane si stava evolvendo nelle varie razze, ossia prima ancora della nascita del Collie.

Ora, una SINE è composta di tre parti: una testa, un corpo e una coda. E’ la coda la parte più importante per spiegare il comportamento della mutazione M. Essa è caratterizzata da una ripetizione di Adenina, cioé della base azotata che forma la struttura della molecola di DNA.

Nell’articolo citato, si disse che la presenza di una SINE in un cane dal genotipo merle (Mm) era una condizione necessaria, ma non sufficiente affinché il cane mostrasse il fenotipo merle, cioè avesse effettivamente un mantello  merle. L’altra condizione era che la coda della SINE fosse sufficientemente lunga. Se invece la coda fosse stata troppo corta il cane non avrebbe mostrato un mantello merle ma, pur essendo geneticamente un merle (Mm) avrebbe avuto un mantello di un colore solido, ossia nero nel caso del collie. Avevamo perciò chiamato questi soggetti geneticamente merle, ma non fenotipicamente merle, “merle criptici” ed avevamo indicato con m* un ulteriore allele mutato di M, cioè un allele M con una coda della SINE troppo corta.

Studi condotti negli ultimi due anni hanno portato però alla scoperta di altri sub-alleli dell’allele M.

Su questo stesso sito sono stati pubblicati molte volte articoli basati sulle ricerche dell’Università di Clemson che definivano l’esistenza di un gene H responsabile della diluizione del fondo grigio del mantello di un collie blu merle in bianco. Recentemente la Dott.ssa Clark ha analizzato la lunghezza delle code delle SINE in cani genotipicamente merle, ma il cui fenotipo non corrispondeva del tutto alle previsioni teoriche. Questi studi le hanno permesso di provare l’esistenza di altri due alleli che differiscono nel fenotipo, ma anche nel genetipo, a causa della lunghezza della coda delle rispettive SINE. Accade dunque che se la coda della SINE è corta, il cane è geneticamente merle, ma non presenta o presenta piccolissime macchie merle sul mantello che si presenterà, nel caso del collie, nero o al più quasi tutto nero con qualche ciuffettino grigio. Man mano che la lunghezza della coda della SINE aumenta, si rafforza il modello merle. L’altro estremo è dato dall’arlecchino, in cui la coda è talmente lunga da agire anche sul grigio trasformandolo in bianco. Queste variazioni della lunghezza delle code della SINE spiegano anche perché non esistono due collie merle dal mantello identico.

In pratica, più lunga sarà la coda di SINE e maggiore sarà la diluizione. Però, maggiore sarà la lunghezza della coda di SINE e maggiore sarà la probabilità che questa si accorci durante la replicazione cellulare e pertanto smetta di “diluire” facendo tornare nero il pelo del cane. Un esempio di questo meccanismo è dato dalle macchie nere dei blue merle che si allargano durante la crescita del cucciolo.

Misurazioni condotte dal gruppo di ricercatrici della dott.ssa Clark su 259 cani di 7 razze, con una forte percentuale (42%) di collie, tutti eterozigoti per il merle (Mm) hanno mostrato un intervallo di lunghezze delle code delle SINE che va da 25 a 105 pb (bp, paia di basi, è l’unità di misura). E’ stato perciò possibile definire i seguenti alleli di M:

- Mc (merle criptico): lunghezza della coda della SINE da 25 a 55 pb;

- Md (merle diluito): lunghezza della coda SINE da 66 a 74 pb;

- M (merle standard): lunghezza della coda SINE da 78 a 86 pb;

- Mh (merle arlecchino): lunghezza della coda SINE da 81 a 105 pb. 

Lunghezze comprese tra 56 e 65 pb e tra 75 e 77 pb corrispondono a zone di inizio diluizione. Anche noi riteniamo che non sia opportuno definire ulteriori alleli per queste lunghezze, come altri autori fanno.

Ricapitolando, l’inserzione di una sequenza SINE in m ne ha provocato la mutazione da m a M. La variabilità della coda della SINE che nel processo di trascrizione (replicazione cellulare) può accorciarsi o allungarsi, genera ulteriori alleli di M e quindi ulteriori fenotipi.

Per quanto riguardo i cani riconducibili all’intervallo da 81 a 86 pb, il loro fenotipo "arlecchino" si sovrappone al fenotipo "standard”:

Ciò che è importante tener presente è che al variare della lunghezza della coda della SINE il mantello varia senza soluzione di continuità, rendendo i collie blu merle assolutamente unici.

Vediamo allora come appariranno i collie che hanno questi alleli, tenendo presente che accoppiamo sempre un merle ad un non-merle:

- Mcm: il mantello non presenta alcun modello merle, sarà normalmente pigmentato o, al massimo, presenterà qualche piccolo ciuffetto di peli merle;

- Mdm: mantello nero appena diluito in grigio acciaio senza o con pochissime macchie nere; il sottopelo potrebbe essere più diluito;

- Mm: questo è il classico mantello merle, un mantello prevalentemente blu argentato frammisto a piccole macchie nere;

- Mhm: mantello che presenta la completa diluizione del grigio in bianco e la formazione di grosse macchie nere.

Ma cosa determina la lunghezza della coda della SINE? Ogni volta che la coda viene copiata (come nel processo di riproduzione) essa può accorciarsi o allungarsi. La coda della sequenza SINE è fondamentale (anche nell’uomo) per l’evoluzione delle specie e per la loro variabilità genetica. Nel caso del merle avevamo inizialmente il solo allele m. Successivamente l’inserzione della sequenza SINE in m ha causato la mutazione che ha portato a M. Infine, la variabilità della coda della SINE, che nel processo di replicazione può allungarsi o accorciarsi, ha creato gli altri alleli e di conseguenza gli altri mantelli che inutilmente molti allevatori (non tutti, per fortuna) cercano di nascondere. Purtroppo, una stima della presenza dei diversi alleli merle in una specifica razza potrebbe essere fatta solo attraverso uno studio molto approfondito sulla razza e sarà certamente oggetto di lavori successivi. Per ora possiamo solo osservare che merle diluiti e merle arlecchini compaiono sporadicamente nel collie.

La variabilità della lunghezza della coda della SINE fa sì che tutti questi alleli sono in grado di retromutare gli uni negli altri, e questo è uno di quei “miracoli genetici” che fanno riflettere anche i più agnostici tra gli studiosi.

Naturalmente, il problema del merle è ancora più complesso di quanto descritto, ma noi abbiamo cercato di presentare il fenomeno nel modo più semplice possibile, perché il nostro interesse era di introdurre gli allevatori alle nuove scoperte sul merle, in modo che la maggior parte di loro capissero che quando si accoppia un tricolore ad un merle, il risultato non è sempre scontato.

 

Bibliografia

Ballif B.C., Ramirez C.J., Carl C.R., Sundin K., Krug M., Zahand A., Shaffer L.G., Flores-Smith H.; “The PMEL Gene and Merle in the Domestic Dog: A Continuum of Insertion Lengths Leads to a Spectrum of Coat Color Variations in Australian Shepherds and Related Breeds”; 2018

Langevin M., Synkova H., Pekova S., Jancuskova T.; “Merle phenotypes in dogs - SILV SINE insertions from Mc to Mh”; 2018

Murphy S.C., Evans J.M., Tsai K.L., Clark L.A.; “Length variations within the Merle retrotransposon of canine PMEL: correlating genotype with phenotype.”; 2018

Langevin M.; “Merle SINE Insertion from Mc Mh”; 2018

Murphy S.C., Clark L.A.; "The genetics of merle coat patterns in dogs"; 2018