Genética del color del pelaje del Labrador Retriever

Se ha descubierto que la base genética del color del pelaje del Labrador Retriever depende de varios genes distintos. La interacción entre estos genes se utiliza como ejemplo de epistasis.Los labradores retrievers son una raza canina popular en muchos países. Se reconocen tres colores: negro, chocolate y amarillo, que resultan de la interacción entre genes que dirigen la producción y expresión de dos pigmentos, la eumelanina (pigmento marrón o negro) y la feomelanina (pigmento de amarillo a rojo), en el pelaje y la piel del perro. Los colores reconocidos se deben a dos genes, mientras que un tercer gen afecta la gama de coloración observada en el labrador amarillo. Estos genes individuales no actúan independientemente, y su interacción al afectar el rasgo del color del pelaje se utiliza en los libros de texto de biología para demostrar el principio genético de la epistasis, donde múltiples genes reaccionan sinérgicamente para afectar un solo rasgo.La genética de la coloración de los mamíferos se ha estudiado en detalle y se han identificado mecanismos similares en muchas especies. Por esta razón, gran parte de los primeros trabajos sobre la coloración de los perros en general, y de los labradores en particular, se han basado en gran medida en la analogía con los rasgos caracterizados en ratones y otros mamíferos. Los estudios genéticos iniciales del color del pelaje en perros, publicados en la década de 1950, concluyeron que había dos genes principales involucrados: uno que diferenciaba a los negros de los marrones y el otro que los diferenciaba de los rojos y amarillos. Un estudio de 1977, realizado con cruces en una población de labradores de raza pura, mostró la participación de dos genes específicos en la producción de los tres colores principales del pelaje de los labradores y describió la genética subyacente de estas variedades de color.

Según Candille et al. (2007), el color del pelaje del perro se explica principalmente por tres genes: MC1R, Agouti y CBD103. Cuando un perro presenta alelos silvestres en los tres genes, tendrá un pelaje amarillo. Cuando el perro presenta un alelo con pérdida de función en MC1R, tendrá un pelaje amarillo independientemente de los genes que porte en los otros dos genes. Solo un alelo negro dominante en CBD103 producirá un color de pelaje negro en perros con alelos silvestres en MC1R y Agouti.El locus E también determina si el fenotipo debido al tercer locus genético que afecta el color del pelaje será evidente. Este locus se reconoce como factor que afecta el color del pelaje mediante la expresión de feomelanina, el pigmento responsable de la pigmentación roja y amarilla. Los efectos sobre la pigmentación por feomelanina solo se observan si no se expresa eumelanina en el pelaje; de lo contrario, la eumelanina oscura enmascarará cualquier presencia de feomelanina. Por lo tanto, estas diferencias solo son visibles en los labradores amarillos, cuyo color varía del crema claro al rojo cobrizo.Durante mucho tiempo se creyó que el locus genético de este rasgo era el mismo que regula la feomelanina en otros mamíferos, posteriormente identificado como tirosinasa. Esta enzima produce tanto eumelanina como feomelanina, y al ser sometida a una mutación de eliminación, provoca albinismo. Una mutación menos extrema del mismo gen de la tirosinasa, el denominado rasgo de la chinchilla, produce una dilución que afecta selectivamente solo a la feomelanina, similar al fenotipo observado en los labradores amarillos. Así, al igual que ocurre con la dilución de la feomelanina relacionada con la chinchilla en otras especies, este rasgo en los labradores amarillos se ha representado con la letra C. Sin embargo, el análisis genético de la herencia del color del pelaje en labradores amarillos ha demostrado que el locus responsable es completamente distinto del rasgo de la chinchilla del gen de la tirosinasa, y también es distinto del gen SLC45A2, el llamado gen crema, responsable de la dilución de la feomelanina en caballos buckskin, palomino y cremello, y también de la ausencia de feomelanina en el tigre blanco. Mientras que una mutación en SLC7A11, que causa dilución de la feomelanina en ratones, no se encontró en un estudio con perros de color crema.

Los tres colores reconocidos en los Labrador Retriever se deben a diferencias en dos locus genéticos que afectan la expresión pigmentaria. Los que afectan el color del pigmento oscuro, la eumelanina, se denominan locus B (marrón). La variación que presenta este locus se observa en muchos mamíferos y refleja una llamada "dilución", un aclaramiento de la eumelanina negra a un color marrón. Las investigaciones genéticas iniciales descartaron que el receptor de melanocortina 1 y el locus Agouti fueran la causa del rasgo de dilución negra en los perros. En cambio, se descubrió que la TYRP1 (proteína relacionada con la tirosinasa 1) era la responsable. Esta enzima se localiza en los melanosomas, los orgánulos celulares que producen y almacenan pigmentos, y sirve para catalizar la oxidación de los precursores de la eumelanina.En perros, se han identificado tres mutaciones en el gen TYRP1: una resulta en un truncamiento de la proteína y las otras dos en la deleción o sustitución de un aminoácido en la secuencia de la proteína. Todas estas mutaciones se encuentran en toda la gama de perros y, por lo tanto, se cree que precedieron a la divergencia de distintas razas. Las tres se encuentran en los labradores retrievers. Cada una de las mutaciones parece eliminar o reducir significativamente la actividad enzimática, y los fenotipos de coloración (los rasgos visibles) producidos por las tres mutaciones son indistinguibles.Estas representan mutaciones recesivas en el gen TYRP1, y dado que los mamíferos tienen dos copias de cada gen, una de cada progenitor, un animal con al menos una copia de la proteína TYRP1 completamente funcional (representada como "B") mostrará el rasgo dominante, la pigmentación negra. Para mostrar pigmentación marrón, ambas copias de este gen deben ser alelos mutantes (representados colectivamente como "b"). Por lo tanto, un perro con los genotipos BB o Bb expresará eumelanina negra, mientras que la eumelanina marrón se observará en perros con el genotipo bb.

Un segundo gen influye en si estos pigmentos de eumelanina se expresarán en el pelaje o únicamente en la piel. Este rasgo, denominado "extensión" (E), está dirigido por el receptor de melanocortina 1 (MC1R). Este receptor envía señales a la célula productora de pigmento en respuesta a las melanocortinas, lo que provoca la deposición de eumelanina en el pelo. Se ha demostrado que las mutaciones en esta proteína están implicadas en fenotipos de color pálido o rojo en diversas especies, como humanos, caballos, cerdos, ganado vacuno, ratones, lobos marinos, mamuts y el oso Kermode, así como en la coloración de los lagartos de cola de látigo.En la mayoría de los perros, la actividad del MC1R está modulada por dos moléculas de señalización: un represor, producto del gen agutí (locus A), y un activador, la β-defensina 103 (CBD103), recientemente denominado locus K. En los labradores, una versión mutada altamente activa del gen K (KB) es invariante, lo que produce una distribución uniforme de la eumelanina, independientemente del genotipo agutí, y las diferencias en el MC1R median la única variabilidad de esta vía de señalización.Una mutación recesiva en este gen E trunca la proteína, produciendo un receptor no funcional incapaz de dirigir la deposición de eumelanina en el pelaje. Entre los perros, esta mutación es exclusiva de los labradores retrievers amarillos y los golden retrievers, y se cree que surgió en la población de retrievers antes de que estas razas se diferenciaran. También se ha descubierto que la mutación exacta subyace a la coloración de los coyotes blancos que se encuentran en Terranova, habiéndose transmitido aparentemente a esa población a través del cruce con un golden retriever.Una variante del alelo funcional MC1R que produce una "máscara" facial en otras razas de perros (E^m) también está presente en los labradores, pero como el color de la máscara está determinado por el locus B, en los labradores la máscara que produce este gen es indistinguible del color general del pelaje.La interacción entre estos dos genes determina el color de un labrador retriever y se utiliza ampliamente como ejemplo de epistasis. Si un perro posee el fenotipo dominante para el alelo de extensión (genotipo EE o Ee), mostrará la coloración del pelaje determinada por su genotipo del locus marrón, mientras que un perro con el rasgo de extensión recesivo (ee) tendrá un pelaje amarillo con piel expuesta negra (BB, Bb) o marrón (bb). Esto da como resultado los tres colores de pelaje observados:

• Negro Los labradores pueden tener cualquier genotipo con al menos un alelo dominante tanto en el B como en el E loci: BBEE, BBEe, BbEEo BbEe.
• Chocolate Los labradores tendrán un genotipo con al menos un alelo E dominante, pero sólo deben tener alelos b recesivos: bbEE y bbEe.
• Amarillo Los labradores con pigmento de piel negra tendrán un alelo B dominante pero deben tener alelos recesivos e: BBee o Bbee.
• Amarillo Los labradores con pigmento pálido o chocolate, o una ausencia de pigmento de la piel, sólo pueden tener alelos recesivos en ambos loci: bbee. Estos perros son a menudo conocidos como Dudleys, y son descalificados en el showring, aunque son elegibles para el registro bajo estándares actuales. Las declinaciones relacionadas con el envejecimiento en la producción de eumelanina pueden causar que la piel expuesta en un Labrador con pigmentación de la piel negra empiece a aparecer más ligera, pero los perros Dudley tienen esta coloración durante toda su vida.

Estos genes se distribuyen de forma independiente, por lo que un único cruce genético entre dos labradores negros, cada uno con un alelo recesivo en los locus B y E (BbEe), tiene el potencial de producir todas las combinaciones de colores posibles, mientras que los cruces entre perros chocolate nunca pueden producir negro (al no existir un alelo B dominante en ninguno de los progenitores), pero sí pueden dar lugar a amarillo. Los labradores amarillos se reproducen fielmente en cuanto al color del pelaje, pero aquellos con piel negra pueden potencialmente producir un Dudley. Los Dudleys se reproducen fielmente tanto en cuanto al color del pelaje como a la piel. La capacidad del locus E de anular el color del pelaje determinado por el locus B es un ejemplo clásico de epistasis, donde múltiples loci genéticos afectan al mismo rasgo observado.En un estudio con labradores retrievers en el Reino Unido, se descubrió que los labradores chocolate tenían una esperanza de vida promedio más corta que los labradores negros o amarillos. También se observó que padecían más trastornos de la piel y los oídos. Se desconoce si esto es consecuencia directa de su genotipo de melanina o si se debe a otros genes recesivos, amplificados mediante la endogamia utilizada para propagar el fenotipo chocolate.

El American Kennel Club (AKC) y otros clubes caninos de todo el mundo reconocen tres colores de pelaje en el Labrador: negro, amarillo y chocolate. En los últimos años, otros colores han cobrado mayor relevancia en la raza mediante cruces con otras razas. Los criadores los denominan «plata», «carbón» y «champán». Estos perros suelen tener un brillo metálico en el pelaje. Estas son descalificaciones de conformación dentro de la raza y están relacionadas con una enfermedad de la piel conocida como alopecia por dilución del color. El gen que afecta esta variación de color en todas las razas caninas es el locus recesivo de «dilución» (D). Es posible que cada uno de los genotipos de color estándar esté diluido si el perro porta dos copias del alelo diluido recesivo dd. Los perros que portan al menos una D no tendrán un pelaje diluido. Si se cruzan dos perros portadores del genotipo Dd, podría producirse una descendencia diluida. Estudios han vinculado este rasgo diluido con una mutación en el gen de la melanofilina (MLPH).El factor de dilución no era originalmente una parte visible de la genética de los Labrador Retriever, por lo que el tema es controvertido. La pigmentación novedosa puede surgir a través de rasgos recesivos de larga máscara que se destacan mediante la endogamia para seleccionar otros rasgos, mediante la exogamia no revelada con otras razas para introducir rasgos novedosos, o mediante mutación espontánea. Hay muchos criadores en Estados Unidos que se especializan en la cría de estos Labradores diluidos. El estándar para el Labrador Retriever no incluye colores de dilución y estipula que cualquier dilución constituye una descalificación de la raza. Sin embargo, el American Kennel Club registra a los Labradores de raza pura que presentan un color diluido bajo los colores negro, amarillo o chocolate. El Labrador Retriever Club, Inc. afirma que no existe un gen plateado en los Labrador Retriever de raza pura. Sin embargo, el American Kennel Club mantiene que su registro se basa en la ascendencia, no en el color.

Se ha descrito al menos un ejemplo de mosaico de pigmentación en labradores retrievers. Este perro macho presentaba manchas negras y amarillas, aleatorias pero distintivas, en todo su pelaje. Era el resultado de una hembra negra heterocigota para el amarillo (B_Ee) cruzada con un macho amarillo (B_ee), y se cruzó con labradores de cada uno de los colores reconocidos. Los cachorros resultantes fueron consistentes con el patrón hereditario de un labrador amarillo con pigmento negro. La causa más probable fue una mutación somática temprana en el desarrollo o una fusión entre dos cigotos que dejó algunas células con la genética capaz de producir pelaje oscuro, mientras que otras, incluidas las células reproductivas, fueron incapaces de hacerlo.Otras "marcas distintivas", como el atigrado, las manchas color canela, las manchas blancas y los anillos alrededor de la cola, son comunes en los labradores. Cada una de estas afecciones tiene diversas causas subyacentes, tanto genéticas como ambientales.

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