El juego del calamar que edita su ARN en aguas frías

 

  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.

  Un saludo

Nota:

Kavita J. Rangan, Samara L. Reck-Peterson. RNA recoding in cephalopods tailors microtubule motor protein function. Cell, Volume 186, ISSUE 12, P2531-2543.e11, June 08, 2023

El error de atribuir parasitismo sexual al rape linterna negro

 

  En esta entrada del blog vamos a tratar de una de las especies mejor adaptadas a la vida en las profundidades oceánicas ya que se encuentra entre 100 y 1500 metros de profundidad. Además muchas de sus adaptaciones nos resultan enormemente chocantes a nosotros que vivimos en ambientes con unas condiciones de vida menos extremas. Bien, se trata del diablo negro o pez linterna negro, Melanocetus johnsonii de la familia Melanocetidae que en razón de su éxito se encuentra en todos los mares y océanos del mundo a profundidades a las que nunca llega la luz solar. De hecho, se ha encontrado incluso en el mar de Ross. El cuerpo es negro para volverse invisible, y globoso con una gran cabeza, que alberga una barbilla larga y fina en cuya punta se produce luz por bioluminiscencia. Esta luz es generada por bacterias de la especie Enterovibrio escacola, un simbionte facultativo, y es aprovechada por el pez para atraer a sus presas ya que estamos ante un interesante carnívoro con una boca desproporcionadamente grande con la que engulle en segundos a presas incautas. La boca tiene un posicionamiento casi vertical con afilados dientes. Al vivir alejados de la luz las hembras tienen ojos pequeños y subcutáneos lo que indica que apenas los necesitan. Otra curiosidad es que carecen de aletas pélvicas. La especie fue descubierta inicialmente cerca de Madeira por el naturalista inglés James Yates Johnson en 1863, de ahí el nombre científico.

Dimorfismo sexual y bajo metabolismo

  Hasta bien entrado el siglo XX los machos, que carecen del aparato bioluminiscente se clasificaban como especies diferentes hasta que en 1924 el ictiólogo británico Charle Tate Reagan descubrió que unos pequeños peces estaban unidos para la reproducción a las hembras, mucho mayores. Este impresionante dimorfismo sexual  que provocaba que se clasificasen en otra categoría taxonómica es una de las adaptaciones más chocantes de todas. Las hembras llegan a medir 150 mm y los machos unos 25 mm, los machos si tienen grandes ojos y fosas nasales que necesitan para localizar a sus parejas en esos entornos tan oscuros. Las hembras tienen estómagos tan extensibles que les permiten digerir presas mayores que ellas mismas. Esto tiene que ver con que a las zonas profundas del océano sólo llega el 5% de los nutrientes producidos en la zona fótica. Hoy en día sabemos que su tasa metabólica es baja y que pueden ajustar su consumo de oxígeno hasta el extremo de poder vivir largas temporadas en condiciones hipóxicas o incluso anaeróbicas.

Sexualidad y error sobre el parasitismo sexual

  Debido a su estrategia de pesca que es esperar y atraer presas, estos animales son muy solitarios de tal modo que los machos tienen órganos sensoriales altamente desarrollados para rastrear los olores de las hembras a esas profundidades. Cuando la localizan, la muerden quedándose enganchados y en el momento de la reproducción liberan su esperma para completar la fecundación externa, después se sueltan y van a buscar otra hembra. Esto que comento aquí tiene su importancia porque resulta que por algún motivo se atribuye el comportamiento del parasitismo sexual a todas las especies de ceratioides y precisamente en esta especie no ocurre eso. Para entendernos, en dicho comportamiento lo que sucede es que el macho después de morder a la hembra para sujetarse a ella y poder completar la reproducción ya no se vuelve a soltar nunca y se fusiona con ella de tal modo que se le atrofian los órganos, excepto los sexuales y pasa a convertirse en un mero apéndice de la hembra. Resulta que si buscamos esto en todo el suborden sólo ocurre en 5 familias de las 11 existentes, en 10 géneros de los 35 y en 23 especies de las 160 conocidas. Resumiendo, entre los ceratioides hay tres comportamientos sexuales: parasitismo obligatorio, parasitismo facultativo y apego temporal no parasitario. Este último es el que corresponde a nuestra especie de hoy, pero por un error generalizado de la divulgación científica se lee por muchos lugares que los machos son parásitos obligados lo cual en esta especie es complemente erróneo.

Un saludo

Ref.:

Pietsch, T.W. (2005). Dimorphism, parasitism, and sex revisited: modes of reproduction among deep-sea ceratioid anglerfishes (Teleostei: Lophiiformes). Ichthyological Research, 52(3), 207–236. doi:10.1007/s10228-005-0286-2

Las mujeres no tienen próstata porque las glándulas de Skene son diferentes.

 

  A lo largo de los siglos se han generado numerosas controversias en el ámbito científico, la historia de la Ciencia se dedica a su estudio en profundidad. Sin embargo, los roces que no controversias, con disciplinas no científicas véase escuelas filosóficas, sociológicas, psicológicas, políticas, etc. son más habituales. El problema es que al ser discusiones entre razonamientos científicos y acientíficos no es posible ponerse de acuerdo. En esos casos solo cabe exponer lo mejor posible y con argumentos sólidos los puntos clave de la controversia dando nuestro punto de vista.

¿Existe la próstata femenina?

Bien, resulta que la controversia que nos ocupa aquí viene porque hay gente que dice que las mujeres tienen próstata. ¿De dónde procede este malentendido?. Sus defensores argumentan que las glándulas parauretrales, también conocidas como glándulas de Skene, en honor al médico ginecólogo escocés que las describió en el s.XIX, son la próstata femenina.

Glándulas parauretrales

  Veamos, se trata de cuatro pequeñas glándulas que se encuentran cerca de la uretra femenina, en la parte inferior de la vulva, tienen forma de pera y miden entre 1-2 centímetros de longitud. Se sitúan dos a cada lado, justo debajo del hueso púbico y tienen un conducto que desemboca a los lados de la uretra. Secretan una pequeña cantidad de líquido que lubrica la uretra y la vagina durante la actividad sexual. Algunos autores consideran que estas glándulas pueden estar involucradas en la eyaculación femenina y podría contribuir al orgasmo femenino, aunque el tema aún es objeto de debate y necesita más estudios científicos. El líquido producido contiene varias sustancias, incluyendo principalmente proteínas, glucosa, fosfatasa ácida, enzimas, ácido cítrico y ácido láctico. Una de las proteínas, en pequeña cantidad, es el antígeno prostático específico (PSA), que también se produce en el páncreas y en las glándulas salivares. Se trata de una glucoproteína de 34 kDa con función enzimática que ayuda a licuar el semen permitiendo que los espermatozoides puedan moverse mejor.

Al parecer el malentendido tiene que ver con dos cosas:

•         El PSA es uno de los componentes más relevantes del fluido prostático
•         A partir de la cuarta semana de desarrollo embrionario, desde el mesodermo intermedio se forma el seno urogenital. Este desarrollo difiere mucho en ambos sexos, de la porción media se forman próstata y uretra prostática en varones, mientras que en mujeres se forman uretra y glándulas de Skene, por lo que se consideran homólogos rudimentarios de la próstata.

  En este punto cabe destacar que las glándulas de Skene varían mucho en tamaño y forma entre las mujeres, y de hecho algunas mujeres pueden tener glándulas muy pequeñas, atrofiadas o incluso estar ausentes, es decir, muchas mujeres pueden tener glándulas que están presentes pero son indetectables mediante un examen físico o ecográfico. Por lo tanto, la presencia o ausencia de las glándulas de Skene y su tamaño puede variar ampliamente entre las mujeres y no se considera un indicador de su salud o función sexual. Sin embargo, los hombres siempre tienen próstata salvo malformación o prostatectomía. Este hecho fundamental aclara lo erróneo que resulta equiparar las glándulas parauretrales con la próstata.

  Ahora vamos a exponer puntos clave de la próstata para seguir ahondando en las diferencias entre ambos órganos.

La próstata

Es una glándula del tamaño y forma de una castaña que se encuentra debajo de la vejiga en los hombres. La próstata tiene varias funciones importantes en el cuerpo incluyendo:

1.     Producción de líquido prostático: La próstata produce un líquido blanquecino y alcalino que se mezcla con los espermatozoides y fluidos procedentes de otras glándulas para formar el semen. Este líquido contiene enzimas y proteínas que ayudan a proteger y alimentar a los espermatozoides.

2.     Control de la micción: La próstata rodea la uretra, el conducto que transporta la orina desde la vejiga hasta el exterior del cuerpo. Cuando la próstata se agranda, puede ejercer presión sobre la uretra y dificultar el flujo de orina. La próstata también tiene músculos que ayudan a controlar la liberación de orina.

3.     Regulación hormonal: La próstata produce una enzima llamada 5-alfa-reductasa, que convierte la testosterona en dihidrotestosterona (DHT). La DHT es una hormona importante para el desarrollo y la función de la próstata, pero también se ha relacionado con el crecimiento excesivo de la próstata y la caída del cabello.

4.     Protección del aparato genital masculino frente a infecciones. Esto explica en parte porqué los hombres son menos dados a este tipo de infecciones que las mujeres.

  Como vemos la próstata tiene funciones de las que carecen por completo las glándulas parauretrales.

El cáncer de próstata

  Por último, un tema bien conocido es que en realidad, el cáncer de próstata es una enfermedad que se produce casi exclusivamente en los hombres. Sin embargo, se han reportado casos sumamente raros de cáncer de próstata en mujeres con una anatomía masculinizada por trastornos genéticos que afectan a la diferenciación sexual. En estos casos, las mujeres afectadas sí tienen una próstata rudimentaria que puede desarrollar cáncer. Sin embargo, estos casos son muy, muy raros y representan menos del 0,01% de todos los casos de cáncer de próstata. Es importante destacar que el cáncer de próstata en hombres es una enfermedad muy común. De hecho, es la segunda causa de muerte por cáncer en hombres en todo el mundo.

  Bueno, espero que esta entrada haya servido para aclarar dudas conceptuales.

  Un saludo