24/ene/06

Descubren que la base molecular del olfato de los insectos es diferente

TEMAS: biología, zoología, entomología, insectos

Cuando olfatean sus alimentos favoritos, tanto los mamíferos como los insectos usualmente se dejan llevar por sus instintos y tratan de encontrar el origen de ese aroma. Sin embargo, de acuerdo a una nueva investigación realizada por Leslie Vosshall y sus colegas de la Universidad Rockefeller, eso es lo único que tenemos en común cuando nos ponemos a oler.

Vosshall y sus colegas han encontrado que, contrariamente a lo que dice la teoría actual, la base molecular del olfato de un insecto no está relacionada con el sistema de los mamíferos, sino que estamos ante un caso extraordinario de dos tipos de organismo que se desarrollaron a lo largo de líneas similares, pero separadas, lo que los científicos llaman la evolución convergente.

Por medio del análisis detallado de las proteínas implicadas en la detección del olor en las moscas de fruta, los investigadores encontraron que en vez de parecer similares a los receptores odorantes en mamíferos, las proteínas de la mosca de la fruta definen una familia de receptores totalmente nuevos, propios de los insectos, algo que abre la posibilidad del desarrollo de nuevos repelentes de insectos que podrían anular la capacidad de oler de los mosquitos sin interferir con los seres humanos.

Todo comenzó con moscas que no podrían oler. Superficialmente, el sentido del olor en las moscas y los mamíferos es muy semejante, puesto que ambos tienen numerosas neuronas sensoriales olfativas, que se encuentran en la nariz en los mamíferos y en las antenas en las moscas. Estas neuronas expresan proteínas, llamadas receptores odorantes, que detectaron olores en el aire. Sin embargo, la investigación anterior sobre moscas realizada por Vosshall y sus colegas identificó un receptor odorante, llamado OR83b, que se expresa en todas las neuronas sensoriales olfativas. Y cuando se quita OR83b, la mosca no puede oler nada porque ninguno de los otros receptores odorantes lo hacen en la superficie de la célula.

"La necesidad de un receptor odorante, OR83b, actuando en la detección de muchos olores es muy inusual", dice Richard Benton, un postdoctorado en el laboratorio de Vosshall y autor principal del artículo científico. "Esto nos llevó a pensar que OR83b debe hacer algo importante con los otros receptores, pero no estaba claro qué es lo que hacía. Usando los trucos genéticos disponibles en las moscas de la fruta, comenzamos a dirigir esta cuestión a las propias neuronas sensoriales" .

Benton y los colegas encontraron que cuando OR83b no se expresa, los otros receptores nunca lo hacen fuera del retículo endoplasmático, la estructura celular en la que se forman. Cuando se pone nuevamente OR83b dentro de las neuronas, sin embargo, otros receptores odorantes pueden ahora localizar a los cilios sensoriales, donde se exponen a las moléculas del olor, y permanecen allí mientras OR83b continúa expresado. En cuanto se vuelve a quitar OR83b, los receptores comienzan a desaparecer.

"Se necesita primero OR83b para lograr que haya otros receptores en los cilios sensoriales", dice Benton. "Pero también es necesario mantenerlos en las membranas sensoriales". Sin embargo, OR83b no necesita a ninguno de los otros receptores odorantes para llegar a la membrana. Es especial, lo que le indicó a Benton y sus colegas que él debe ligar a los otros receptores al camino de la proteína.

Para determinarse qué partes de los receptores mediaban en estas interacciones, hicieron un análisis en computadora de las secuencias de la proteína del receptor. Sus resultados confirmaron lo que ya sabían, que estas proteínas atravesaban la membrana de la célula. Pero este análisis llevó a un descubrimiento sorprendente: que las proteínas no se parecían en nada a los receptores acoplados de la proteína-G, que son los receptores odorantes en los ratones y seres humanos.

"El trabajo sobre mamíferos, que proviene de finales de los '80, pone todo el foco de este campo en receptores odorantes que son receptores acoplados a la proteína G", dice Benton. "Siempre se ha asumido que el sistema olfativo de la mosca trabaja exactamente igual. Sin embargo, nuestro análisis implica que los receptores de un ratón y de una mosca no se parecen nada porque las proteínas de la mosca tienen una orientación diferente en la membrana. Esto era intrigante y nos estimuló a comprobar experimentalmente esta predicción de la computadora",

Sus pruebas moleculares confirmaron que OR83b, así como los otros receptores odorantes de las moscas, están posicionados en la membrana de manera opuesta a los receptores odorantes de un ratón. Los resultados indican que los receptores odorantes de los insectos definen una familia totalmente nueva de proteínas transmembrana.

"Esto es emocionante porque plantea muchos interrogantes", dice Benton. "En base al trabajo hecho en ratones, todo el foco del campo estaba en que éstos eran receptores acoplados de proteína-G. Nuestros datos cambian la manera de pensar en cómo huelen los insectos, porque parece que han desarrollado una solución molecular totalmente distinta para el problema de la detección del olor".

Fuente: Physorg.com