La larva de la quironómida dormida, Polypedilum vanderplanki, un insecto similar a un mosquito que habita en áreas semiáridas de África, es bien conocida por poder volver a la vida después de haberse desecado casi por completo, perdiendo hasta un 97 por cientodel contenido de agua de su cuerpo. Sin embargo, los mecanismos genéticos que utilizan los insectos para lograr esta hazaña y, especialmente, la identidad del gen maestro que induce la tolerancia a la desecación han permanecido en gran medida esquivos. Ahora, los investigadores de una colaboración internacional que incluye a Oleg Gusev delEl Centro de Innovación RIKEN y colaboradores de NARO, la Universidad Federal de Kazán Rusia y la Universidad Skoltech Rusia han descubierto que un gen llamado factor de choque térmico, que está presente de alguna forma en casi todos los organismos vivos de la Tierra, ha sido cooptado porla especie para sobrevivir a la desecación
El factor de choque térmico, que existe en una sola forma en los invertebrados pero en múltiples formas en los vertebrados, es una parte esencial de la capacidad de las células vivas para sobrevivir a condiciones estresantes como el calor, el frío, la radiación y, como resultado,Desecación: en los insectos del desierto, los investigadores encontraron que el gen es capaz de regularse en ciertas condiciones, y esta regulación conduce a una serie de procesos posteriores, incluida la síntesis de proteínas de choque térmico que pueden proteger las proteínas en la célula contra el plegamiento incorrecto..
Para realizar la investigación, publicado en el Actas de la Academia Nacional de Ciencias , los investigadores compararon los datos sobre la expresión de ARN en la quironómida dormida con una especie estrechamente relacionada, Polypedilum nubifer, que no es capaz de sobrevivir a la desecación. Encontraron que en la quironómida dormida, cientos de genes, incluidos genes conocidos por estar involucrados enformando un "escudo molecular" contra el daño debido a la deshidratación, ya se expresaron durante las primeras etapas de la desecación. Descubrieron que cierto motivo de ADN, TCTAGAA, que es el sitio de unión para HSF, se enriqueció fuertemente alrededor del sitio de inicio de la transcripción delgenes activados por desecación en la quironómida dormida, pero no en otras especies. Curiosamente, encontraron que en las especies tolerantes a la desecación, pero no en la otra, los genes responsables de la síntesis de trehalosa, un azúcar que puede estabilizar las células en un lugar secoestado - contenía el motivo TCTAGAA.
Para arrojar más luz sobre el papel de la trehalosa, trataron una línea celular cultivada de la quironómida dormida con el azúcar, y descubrieron que muchos de los genes activados por desecación también se activaron y, además, que el tratamiento con trehalosa condujo a laactivación del gen HSF. Este efecto de la trehalosa se evitó al derribar el gen HSF, lo que demuestra que el HSF estaba claramente involucrado en la respuesta.
Según Oleg Gusev, quien dirigió el grupo, "El descubrimiento de que el factor de choque térmico es un regulador importante de la expresión génica en respuesta a la desecación fue muy interesante para nosotros. Parece que estos insectos extremófilos en el proceso de evolución han cooptado unEl factor de transcripción muy conservador y su acción para sus propias necesidades de sobrevivir sin agua al desarrollar una estructura genética especial y "ajustar" su secuencia del genoma para estas "necesidades". Nuestros datos sugieren la siguiente historia: HSF se activa durante la deshidratación, y luego HSFen realidad se autoactiva al unirse a la región aguas arriba de su propio gen. Esto conduce a la activación de los genes aguas abajo que permiten que los insectos sobrevivan a la desecación. Lo que nos sorprendió mucho fue el descubrimiento de que la trehalosa en sí misma puede activar HSF ".
Mirando hacia el futuro, continúa, "Una aplicación potencial de este hallazgo será preservar las células fuera del cuerpo en estado seco, si podemos activar el gen HSF. Ahora tenemos una buena comprensión de cómo funciona en esteinsecto, por lo que querremos investigar si esto también es cierto para otros organismos ".
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Materiales proporcionado por RIKEN . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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