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El superpoder genético del pulpo y el calamar: pueden editar su propio ARN


El pulpo, la sepia y los calamares tienen un sistema de edición de su propio ARN para diversificar las proteínas del sistema nervioso. Esta podría ser una de las razones por las cuales estas criaturas son mucho más inteligentes que otros invertebrados. Los investigadores postulan que este sistema podría ayudar a tratar los trastornos neurológicos que incluyen la disfunción axonal.


Science Alert / – Cuando se trata de calamares, simplemente no puedes mantenerlos controlados, y no solo porque son resbaladizos, sino también porque tienen una increíble capacidad de edición genética innata, la cual les permite ajustar su propio ARN hasta mucho después de que haya salido del núcleo célular.

¿Que quiere decir esto? Los genes, al menos en los humanos, permanecen invariables hasta que se recombinan y pasan a la próxima generación. Esto es lo mismo para nuestro ARN mensajero (ARNm) – o la molécula que lleva el mensaje codificado en el ADN, para posteriormente ser traducido a las proteínas que forman nuestro cuerpo.

En otras palabras, moléculas auxiliares leen nuestro ADN, crean pequeños mensajes cortos de ARN y los envían fuera del núcleo para decirle al resto de la célula qué proteínas deben construirse. Una vez que el ARNm ha salido del núcleo, se cree que la información genética que transporta no se puede alterar mucho, pero una nueva investigación ha demostrado que en los nervios de calamar, este no es el caso.

“Estamos demostrando que los calamares pueden modificar los ARN en la periferia de la célula”, dice el Laboratorio de Biología Marina (MBL), el genetista de Woods Hole Joshua Rosenthal.

“Funciona con este ajuste masivo de su sistema nervioso”, dijo Rosenthal a Wired. “Que es una forma realmente novedosa de ir por la vida”.

El equipo tomó los nervios de las muestras de un macho adulto de calamar costero de aleta larga (Doryteuthis pealeii), y analizó la expresión de proteínas, así como el transcriptoma de los calamares, que es similar a un genoma, pero para todas las moléculas de ARNm.

Descubrieron que en los nervios (o neuronas) del calamar, el ARNm se estaba editando fuera del núcleo, en una parte de la célula llamada axón.

Esta edición de ARNm permite a los calamares sintonizar finamente las proteínas que producen en los sitios locales (ver el diagrama abajo). Con este hallazgo, los calamares se han convertido en las únicas criaturas que conocemos que pueden hacer esto.

(Vallecillo-Viejo et al., Nucleic Acids Research, 2020)

Sin embargo, esta no es la primera vez que los calamares muestran su destreza en la edición genética. En 2015, un equipo similar en MBL descubrió que los calamares editan su ARNm dentro de su núcleo en un grado increíblemente grande, órdenes de magnitud más de lo que sucede en los humanos.

“Pensamos que toda la edición de ARN ocurria en el núcleo, y luego los ARN mensajeros modificados se exportaban a la célula”, explica Rosenthal.

Pero el equipo demostró que aunque la edición está ocurriendo en ambos, ocurre significativamente más fuera del núcleo en el axón, en lugar de dentro del núcleo.

Entonces, ¿por qué se molestan los calamares en esto? ¿Por qué necesitan cambiar tanto su ARNm? Bueno, aún no lo sabemos, pero el equipo de investigación tiene algunas ideas.

El pulpo, la sepia y los calamares utilizan la edición de ARNm para diversificar las proteínas producidas en el sistema nervioso. Esta podría ser una de las razones por las cuales estas criaturas son mucho más inteligentes que otros invertebrados.

“La idea de que la información genética se puede editar de forma diferencial dentro de una célula es nueva y amplía nuestras ideas sobre cómo un solo plano de información genética puede dar lugar a la complejidad espacial”, escribe el equipo en su nuevo estudio.

“Tal proceso podría ajustar la función de la proteína para ayudar a satisfacer las demandas fisiológicas específicas de las diferentes regiones celulares”.

Aunque en este momento este es solo un interesante estudio genético en calamares, los investigadores piensan que eventualmente, este tipo de sistema podría ayudar a tratar los trastornos neurológicos que incluyen la disfunción axonal.

La técnica de edición genética en laboratorio, CRISPR, ha cambiado por completo el juego cuando se trata de editar el ADN dentro de nuestras células, y el ARN es significativamente menos permanente y, por lo tanto, editarlo podría ser menos peligroso.

“La edición de ARN es mucho más segura que la edición de ADN”, dijo Rosenthal a Wired.

“Si cometes un error, el ARN simplemente se da vuelta y desaparece”.

La investigación ha sido publicada en Nucleic Acids Research.


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