Artículo de revista
Divergent genetic mechanism leads to spiny hair in rodents
El mecanismo genético divergente conduce al pelo espinoso en roedores
Registro en:
1932-6203
10.1371/journal.pone.0202219
GR1HG
30118524
WOS:000442282700019
Autor
Goncalves, Gislene L.
Maestri, Renan
Moreira, Gilson R. P.
Jacobi, Marly A. M.
Freitas, Thales R. O.
Hoekstra, Hopi E.
Institución
Resumen
Spines, or modified hairs, have evolved multiple times in mammals, particularly in rodents. In this study, we investigated the evolution of spines in six rodent families. We first measured and compared the morphology and physical properties of hairs between paired spiny and non-spiny sister lineages. We found two distinct hair morphologies had evolved repeatedly in spiny rodents: hairs with a grooved cross-section and a second near cylindrical form. Compared to the ancestral elliptical-shaped hairs, spiny hairs had higher tension and stiffness, and overall, hairs with similar morphology had similar functional properties. To examine the genetic basis of this convergent evolution, we tested whether a single amino acid change (V370A) in the Ectodysplasin A receptor (Edar) gene is associated with spiny hair, as this substitution causes thicker and straighter hair in East Asian human populations. We found that most mammals have the common amino acid valine at position 370, but two species, the kangaroo rat (non-spiny) and spiny pocket mouse (spiny), have an isoleucine. Importantly, none of the variants we identified are associated with differences in rodent hair morphology. Thus, the specific Edar mutation associated with variation in human hair does not seem to play a role in modifying hairs in wild rodents, suggesting that different mutations in Edarand/or other genes are responsible for variation in the spiny hair phenotypes we observed within rodents. Las espinas, o pelos modificados, han evolucionado varias veces en los mamíferos, particularmente en los roedores. En este estudio, investigamos la evolución de las espinas en seis familias de roedores. Primero medimos y comparamos la morfología y las propiedades físicas de los cabellos entre linajes hermanos espinosos y no espinosos emparejados. Descubrimos que dos morfologías de cabello distintas habían evolucionado repetidamente en roedores espinosos: cabellos con una sección transversal acanalada y una segunda forma casi cilíndrica. En comparación con los cabellos ancestrales de forma elíptica, los cabellos espinosos tenían mayor tensión y rigidez y, en general, los cabellos con una morfología similar tenían propiedades funcionales similares. Para examinar la base genética de esta evolución convergente, probamos si un solo cambio de aminoácido (V370A) en el gen del receptor de ectodisplasina A (Edar) está asociado con el cabello espinoso, ya que esta sustitución hace que el cabello sea más grueso y lacio en las poblaciones humanas de Asia oriental. Descubrimos que la mayoría de los mamíferos tienen el aminoácido común valina en la posición 370, pero dos especies, la rata canguro (no espinosa) y el ratón de bolsillo espinoso (espinoso), tienen una isoleucina. Es importante destacar que ninguna de las variantes que identificamos está asociada con diferencias en la morfología del cabello de roedores. Por lo tanto, la mutación específica de Edar asociada con la variación en el cabello humano no parece jugar un papel en la modificación del cabello en roedores salvajes, lo que sugiere que diferentes mutaciones en Edarand/u otros genes son responsables de la variación en los fenotipos de cabello espinoso que observamos en los roedores.