La metamorfosis, o un cambio dramático en la apariencia física, es una parte normal del ciclo de vida de muchos animales, que se lleva a cabo para aprovechar diferentes nichos ecológicos. Sin embargo, el proceso de metamorfosis: cómo una oruga se convierte en mariposa oel renacuajo se transforma en una rana, no se entiende bien y solo se ha estudiado en un pequeño número de especies.
En un estudio publicado esta semana en Biología actual un equipo dirigido por investigadores de la Universidad de Tsukuba investigó el papel de varios neurotransmisores en la regulación de la metamorfosis, identificando a GABA como un regulador clave en el modelo de chorro de mar Ciona intestinalis .
Ciona es uno de los parientes vivos más cercanos de los vertebrados. Comenzando la vida como larvas en forma de renacuajo, Ciona sufre una metamorfosis en adultos en forma de florero que se desencadena por su unión a una superficie sólida.
"Ciona tiene órganos llamados papilas adhesivas que perciben cuando el animal se adhiere a una superficie, desencadenando una metamorfosis", explica el profesor Yasunori Sasakura, autor principal. "Las papilas adhesivas contienen neuronas sensoriales que transmiten señales al resto del cuerpo, lo que sugiere queel sistema nervioso juega un papel esencial en el inicio de la metamorfosis "
Para investigar el papel del sistema nervioso en la metamorfosis, los investigadores trataron las larvas de Ciona con varios neurotransmisores, entre los cuales solo el GABA indujo los cambios físicos asociados con la maduración. Al bloquear los genes necesarios para la síntesis, el transporte y la maduración del GABA, los investigadoresobservó disminución de la inducción de metamorfosis, lo que confirma que habían encontrado la molécula reguladora correcta.
GABA, o ácido gamma aminobutírico, es uno de los neurotransmisores principales en los mamíferos. Por lo general, se considera una molécula inhibitoria porque bloquea ciertas señales en el cerebro, disminuyendo la actividad del sistema nervioso. Sin embargo, los investigadores descubrieron que esto es interesanteno fue el caso en la metamorfosis de Ciona.
"Utilizando análisis de expresión y ensayos de desactivación / desactivación de genes, demostramos que GABA activa las neuronas que expresan la hormona liberadora de gonadotropina GnRH, que es esencial para la maduración reproductiva en los vertebrados", dice el profesor Sasakura. "Eliminando los genes que codifican GnRH"demostró que es esencial para la metamorfosis en las larvas de Ciona y confirmó su lugar como el componente aguas abajo de la regulación mediada por GABA ".
La experimentación adicional demostró que si bien las larvas que carecen de GnRH no pudieron llevar a cabo los pasos iniciales de la metamorfosis, sí mostraron un crecimiento normal de órganos adultos. Por el contrario, no se observó crecimiento de órganos adultos en mutantes GABA, lo que sugiere que GABA es esencial para todos los eventos metamórficos.
Los investigadores ahora esperan entender cómo la vía GABA-GnRH causa los cambios físicos dramáticos que ocurren durante la metamorfosis de Ciona y, dada la amplia conservación de estas moléculas entre los animales, explorar si el mecanismo GABA-GnRH juega un papel en la metamorfosisde otras especies animales.
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Materiales proporcionado por Universidad de Tsukuba . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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