Al igual que las plantas terrestres, las algas usan la luz solar como fuente de energía. Muchas algas verdes se mueven activamente en el agua; pueden acercarse a la luz o alejarse de ella. Para esto usan sensores especiales fotorreceptores con los que perciben la luz.
La búsqueda de estos sensores de luz durante décadas llevó a un primer éxito en 2002: Georg Nagel, en ese momento en el Instituto Max-Planck de Biofísica en Frankfurt / M, y sus colaboradores descubrieron y caracterizaron dos llamadas canalodopsinas en algasEstos canales iónicos absorben la luz, luego se abren y transportan iones. Recibieron su nombre de los pigmentos visuales de humanos y animales, las rodopsinas.
Ahora se conoce un tercer "ojo" en algas: los investigadores descubrieron un nuevo sensor de luz con propiedades inesperadas. Los grupos de investigación del profesor Armin Hallmann Universidad de Bielefeld y el profesor Georg Nagel Julius-Maximilians-Universität Würzburg, JMU informan estoencontrar en el diario Biología BMC .
La luz reduce la producción de cGMP
La sorpresa: el nuevo fotorreceptor no se activa con la luz, sino que se inhibe. Es una guanilil ciclasa que es una enzima que sintetiza el importante mensajero cGMP. Cuando se expone a la luz, la producción de cGMP se reduce drásticamente, lo que conduce a una concentración reducida de cGMP -- Y eso es exactamente lo que sucede en el ojo humano tan pronto como las rodopsinas absorben la luz.
El sensor recién descubierto está regulado por la luz y por la molécula ATP. Estos "sistemas de dos componentes" ya son bien conocidos en las bacterias, pero no en las células de mayor evolución. Los investigadores han llamado al nuevo fotorreceptor "Ciclosa Opsina de dos componentes"2c-cyclop para abreviar. Lo encontraron en dos algas verdes, en la unicelular Chlamydomonas reinhardtii así como en el multicelular Volvox carteri.
Función mostrada en ovocitos y algas
"Durante muchos años ha habido datos genéticos a partir de los cuales podríamos concluir que en las algas verdes debe haber muchas más rodopsinas que las dos caracterizadas anteriormente", explica Georg Nagel. Solo en Chlamydomonas reinhardtii doce secuencias de proteínas se asignan a las opsinas, que son los precursores de las rodopsinas.
"Hasta ahora, nadie pudo demostrar la función de estos sensores de luz", dice el co-investigador de Nagels, el Dr. Shiqiang Gao. Solo los grupos de investigación de Bielefeld y Würzburg han logrado hacerlo: han instalado la nueva rodopsina en los ovocitos deel sapo Xenopus laevis y en la alga esférica Volvox carteri. En ambos casos, su función podría mostrarse y caracterizarse.
Perspectivas para la optogenética
Los autores creen que el sensor de luz 2c-Cyclop ofrece nuevas oportunidades para la optogenética. Con esta metodología, la actividad de los tejidos y organismos vivos puede verse influenciada por las señales de luz. Por medio de la optogenética, muchos procesos biológicos básicos en las células ya han sidodilucidado. Por ejemplo, proporcionó nuevos conocimientos sobre los mecanismos de la enfermedad de Parkinson y otras enfermedades neurológicas. También aportó nuevos conocimientos sobre enfermedades como el autismo, la esquizofrenia y los trastornos de depresión o ansiedad.
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Universidad de Würzburg . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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