Los cefalópodos son una clase de moluscos marinos que incluye diversos órdenes como pulpos, calamares, sepias y nautilos. Habitan en todos los océanos, desde aguas tropicales cálidas y poco profundas hasta profundidades abisales casi congelantes.
Pues bien, científicas de la Universidad de California en San Diego en un nuevo estudio publicado en la revista Cell, han encontrado que algunos cefalópodos poseen la capacidad de editar el ARN cambiando ciertos aminoácidos de tal modo que reprograman la capacidad de las proteínas afectadas para adaptarse en poco tiempo a diferentes temperaturas del agua.
Kavita J. Rangan, PhD, investigadora postdoctoral en el laboratorio de la autora principal Samara L. Reck-Peterson, PhD, profesora en los departamentos de Medicina Celular y Molecular de la Facultad de Medicina de UC San Diego y Biología Celular y del Desarrollo de UC San Diego e investigadora del Howard Hughes Medical Institute, describe cómo los calamares opalescentes de aguas costeras Doryteuthis opalescens emplean la edición del ARN para cambiar aminoácidos de proteínas, mejorando la funcionalidad de las mismas dentro de las células en aguas más frías. Estos pequeños calamares de la familia Loliginidae habitan el Pacífico oriental, desde las costas de Alaska en los EE.UU. hasta las de la Baja California en Méjico.
La edición de ARN es un proceso que altera la secuencia de aminoácidos de las proteínas, que también es denominado "reprogramación del ARN". En cefalópodos, sabemos que la mayoría de los transcriptos son reprogramados y se postula que la reprogramación para ellos es una estrategia adaptativa para generar plasticidad fenotípica. Esto permite a estos calamares editar información genética a partir del plan genómico para crear nuevas proteínas. Este proceso que resulta raro en nuestra especie es común en los cefalópodos, como D. opalescens, especie que tiene que migrar estacionalmente para desovar a lo largo de la costa Oeste de Norteamérica.
Se sabe poco sobre cómo los animales utilizan la edición del ARN de modo dinámico. Estas investigadoras han estudiado la función de la edición del ARN en los proteínas motoras de microtúbulos dineína y quinesina en cefalópodos y han descubierto que los calamares aplican rápidamente la edición del ARN en respuesta a cambios en la temperatura oceánica. De hecho, en experimentos con molécula única realizados en el frío, las variantes de quinesina generadas en esta agua de mar fría muestran propiedades mejoradas para el movimiento, también han identificado variantes de quinesina obtenidas por edición de ARN específicas de tejido de calamar que mostraron distintas propiedades de movimiento.
Por tanto, queda claro que la edición del ARN es un mecanismo dinámico que genera plasticidad fenotípica en los cefalópodos. Las investigadoras se centraron en las proteínas motoras quinesina y dineína de calamar por ser modelos bien conocidos, que además son fundamentales para el transporte celular, especialmente estudiado en neuronas motoras. Todo esto tiene importantes implicaciones biomédicas ya que en seres humanos, hay mutaciones en estas proteínas que se relacionan con enfermedades neurodegenerativas que desgraciadamente afectan a miles de personas en todo el mundo.
Las autoras han descubierto que la edición de quinesina aumenta en los calamares a medida que disminuye la temperatura del agua. Rangan recreó proteínas de quinesina reprogramadas utilizando tecnología de ADN recombinante y bioquímica. Luego, midió el movimiento de estas moléculas motoras individuales utilizando microscopía avanzada de luz y descubrió que funcionaban mejor a bajas temperaturas.
Se supone por tanto que los calamares pueden ajustar su proteoma (el conjunto completo de proteínas) sobre la marcha en respuesta a los cambios en la temperatura externa. Gracias a esta capacidad de ajuste estos ectotermos marinos que dependen de fuentes externas de calor corporal, pueden sobrevivir y prosperar en un amplio rango de temperaturas marinas.
Esta investigación ha encontrado también que la edición del ARN varía según los tejidos, generando nuevas variantes de quinesina con propiedades de movimiento diferentes.
Se puede decir que en cierto modo los calamares juegan con la edición del ARN para adaptar mejor su biología celular a los cambios de temperatura.
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