Investigadores de l'Institut de Biologia Evolutiva (CSIC-UPF) han descobert una mutació natural que confereix resistència a xenobiòtics.
Els xenobiòtics són compostos químics aliens a l'organisme, naturals o artificials com ara insecticides i altres contaminants ambientals, que si s'acumulen poden ser tòxics. Aquest estudi, realitzat a la mosca de la fruita Drosophila melanogaster, és un dels primers a relacionar una mutació natural amb un canvi adaptatiu a l'ambient. El treball, liderat per la Dra Josefa González, investigadora Ramón y Cajal del CSIC a l'Institut de Biologia Evolutiva (CSIC-UPF), es publica a la prestigiosa revista PLoS Genetics.
Concretament, les mosques que presenten la mutació són resistents a l'insecticida carbofurano, que ha estat utilitzat durant dècades en el control de plagues en fruiters, i al benzaldehid, un compost natural que es genera en la fruita en descomposició i que en quantitats elevades és també tòxic.
La mutació descoberta és una inserció en el genoma d'un element mòbil o transposó. Els transposons són fragments d'ADN que poden canviar de posició dins del genoma, provocant mutacions que en la majoria d'ocasions són nocives per a l'organisme. Per exemple, els transposons s'han relacionat amb malalties com l'esquizofrènia i el càncer. No obstant això, algunes de les mutacions produïdes pels transposons són beneficioses per als organismes. El laboratori de la Dra González investiga específicament aquelles mutacions provocades pels transposons que permeten als organismes adaptar-se a l'ambient.
Fins ara, amb prou feines s'han pogut demostrar casos concrets en què els transposons provoquin mutacions beneficioses. Això és degut a la dificultat d'establir una relació entre el genotip i el fenotip, és a dir, identificar l'efecte que una mutació en l'ADN té en el funcionament d'un organisme. No obstant això, l'equip de la Dra. González (Evolutionary and Functional Genomics lab) ha pogut demostrar l'efecte beneficiós del transposó FBti0019627 en una població natural de mosques de la fruita. Aquest transposó està localitzat dins del gen Kmn1 però les investigadores han descobert que el transposó també afecta un altre gen proper, el gen CG11699. "Aquest gen té dues versions, una més llarga i una més curta. El transposó interfereix amb la transcripció del gen i fa que les mosques només fabriquin la versió més curta però en major abundància ", explica Lídia Mateo, primera autora de l'article.
La proteïna codificada pel gen CG11699 interacciona amb un enzim, la aldehid deshidrogenasa 3, que té la capacitat de protegir a l'organisme dels xenobiòtics. "Les mosques amb major expressió del gen CG11699 tenen major activitat enzimàtica i per tant major capacitat de metabolitzar xenobiòtics i substàncies derivades", comenta Anna Ullastres coautora del treball.
El treball, conclou la Dra González, "és rellevant perquè mostra com les mutacions naturals actuen afavorint l'adaptació dels organismes a la presència de substàncies nocives en el seu ambient natural. Aquest treball és un avanç significatiu en el nostre coneixement sobre els mecanismes de resposta a estrès, que estan molt conservats al llarg de l'evolució, i que per tant són compartits per molts organismes ".
El laboratori de la Dra. González lidera també la plataforma de divulgació La Ciència al teu Món en què comparteix els resultats de la seva recerca amb el públic en general. "Volem promoure un canvi de percepció en la societat mostrant-los la importància i la proximitat de la investigació científica bàsica en el seu dia a dia", afirma la Dra González.
Enllaços:
Artícle de referència: Mateo, L., Ullastes, A., and González, J. A transposable element insertion confers xenobiotic resistance in Drosophila. PLoS Genetics. http://www.plosgenetics.org/article/info%3Adoi%2F10.1371%2Fjournal.pgen.1004560
Laboratori de Genòmica Funcional i Evolutiva (Evolutionary and Functional Genomics lab http://biologiaevolutiva.org/gonzalez_lab
La Ciència al teu món: http://www.lacienciaalteumon.cat/ES