Le mystère des chats orange résolu : un gène explique pourquoi presque tous sont des mâles.

De Garfield à Nurang, un félin récemment devenu viral après avoir volé le cœur de milliers de touristes à l'aéroport international de Bangkok (Thaïlande), les chats orange ont marqué la culture populaire. Leur image, déjà immortalisée dans les peintures de la Renaissance, est associée à la réputation d'être espiègle, sociable, joueur et amoureux du chaos. Au-delà de leur comportement unique, ces roux vibrants ont suscité la curiosité scientifique : derrière l'origine de leur couleur se cache un mystère génétique qui a désormais une explication. Deux études indépendantes menées par des scientifiques américains et japonais ont analysé l'origine génétique de la couleur de ces chats.

Travaillant séparément, les deux équipes sont arrivées à la même conclusion, publiée ce jeudi dans la revue Current Biology : la fourrure des chats roux est le résultat de variations génétiques du chromosome X, l'un des deux chromosomes sexuels. Ce qui est unique, c’est que ce trait est lié au sexe, ce qui n’est le cas chez aucun autre mammifère.

Gregory Barsh de l'Université de Stanford (États-Unis) et Hiroyuki Sasaki de l'Université de Kyushu (Japon) ont étudié les génomes félins avec leurs collègues pour déterminer quelle protéine, codée par les gènes d'un chat, renforçait la teinte orange. Bien que cette exception génétique ait été découverte il y a 100 ans, l’identité moléculaire de la mutation était inconnue. Les mutations désactivent généralement un gène ou réduisent son expression. Dans ce cas, c'est l'inverse, il s'agit donc d'une anomalie de l'ADN.

ARHGAP36 est un gène du chromosome X qui code la protéine à l'origine de l' effet orange chez les chats. « La couleur est due à la perte d'un fragment d'ADN, ce qui entraîne une expression anormale du gène ARHGAP36 dans les cellules pigmentaires ou les mélanocytes. Le gène n'est pas supprimé, mais il est situé près du site de suppression », a expliqué Barsh, ce qui peut altérer la lecture de la séquence d'ADN. Il s’agit d’une mutation inoffensive, qui se produit dans un endroit – comme la fourrure – où elle ne devrait pas avoir d’effet négatif.

Chez les mammifères tels que les orangs-outans, les chiens de la race Chez les golden retrievers , les tigres ou les humains, cette teinte rougeâtre se retrouve, mais ce n'est que chez les chats domestiques que la couleur est liée au sexe, apparaissant plus fréquemment chez les mâles. « Nous pensons que ces types de mutations régulatrices sont les principaux moteurs des différences entre les espèces et constituent l'une des grandes forces de l'évolution », ajoute le généticien Christopher Kaelin , co-auteur de l'une des deux études avec Barsh.

La prédominance des mâles chez les chats tigrés orange avait depuis longtemps conduit à soupçonner que le gène rouge était situé sur le chromosome X, mais jusqu'à présent personne ne l'avait identifié. Après un siècle, cette hypothèse est prouvée. Les mâles, avec un seul chromosome sexuel X (l'autre est Y), auront un pelage orange à condition qu'ils héritent d'une copie du gène ARHGAP36 de l'un de leurs parents. Les femelles, qui possèdent deux chromosomes X, doivent hériter des deux copies du gène pour avoir un pelage entièrement orange et tigré. C'est pourquoi ils sont beaucoup moins courants.

Les chats qui héritent d’une seule copie du gène orange – et l’autre copie est noire – présentent une couleur partielle dans leur fourrure ; ou avec un motif tacheté, connu sous le nom d'écaille de tortue, ou avec des taches orange, noires et blanches, typiques de la robe calico. Cela se produit par un phénomène génétique appelé inactivation aléatoire du chromosome X, dans lequel l’une des deux copies est désactivée dans chaque cellule. Il en résulte une mosaïque de cellules pigmentaires : certaines expriment la couleur orange et d’autres non.

L'équipe de Sasaki a analysé l'ADN de 18 chats - 10 roux et 8 non roux - et a découvert que tous les chats roux partageaient une délétion spécifique dans le gène. Pendant ce temps, des scientifiques américains ont effectué une analyse fonctionnelle en utilisant des cellules et des tissus de chats orange et écaille de tortue. « L’une des expériences clés de notre étude a utilisé des tissus fœtaux de chats obtenus dans des cliniques de stérilisation, ce qui nous a aidés à suivre le fonctionnement de la mutation au niveau cellulaire », explique Kaelin.

C'est parce que le chat n'est pas un modèle expérimental, comme les souris de laboratoire, explique Priscila Ramos, scientifique principale à l' Institut national de recherche et de technologie agricoles et alimentaires . « Les études sont basées sur des échantillons obtenus dans des cliniques ou sur des animaux morts de causes naturelles, ce qui rend plus difficile la réalisation de recherches impliquant une manipulation directe de leur ADN », ajoute l'expert en génétique.

Un puzzle génétique

Le gène ARHGAP36 était étudié par des scientifiques dans les domaines du cancer et de la biologie du développement. Il est normalement exprimé dans les tissus neuroendocriniens, où il peut provoquer des tumeurs. Son effet sur les cellules pigmentaires n’était pas connu. « Dans des études humaines, [le gène] a été associé à des problèmes de développement ou à des cancers. Chez les chats, son expression n'a pas été observée dans ces tissus, et lorsque cette mutation se produit, elle n'influence que la production de mélanine : c'est pourquoi la couleur orange du pelage apparaît », explique Ramos.

Les efforts visant à comprendre comment les chats domestiques ont acquis différentes couleurs et motifs, affirment les scientifiques, constituent une porte d’entrée vers la compréhension de l’émergence d’autres traits physiques, des taches des guépards à la physionomie des dauphins.

La découverte a été facilitée, en partie, par le développement de ressources génomiques pour les chats, qui ne sont devenues disponibles que récemment. Christopher Kaelin souligne qu’une grande partie de la recherche génétique des 30 dernières années a consisté à identifier des mutations dans un gène. « Dans notre cas, les mutations sont présentes dans 98 % du génome », conclut-il.