Los pulpos editan su propio código genético para adaptarse a los cambios en su hábitat

Los pulpos “reconectan” sus cerebros para adaptarse a los cambios de temperatura estacionales: editan su código genético para que las proteínas que “alimentan” a sus neuronas sean las indicadas según la estación. De esta forma, como no termorregulan, evitan que sus poderosos cerebros estén expuestos a las variaciones térmicas extremas y se vean potencialmente afectados.

Investigaciones anteriores han establecido que los cefalópodos, como los calamares y los pulpos, poseen una capacidad sin precedentes para editar su ARN o ácido ribonucleico: estas moléculas “mensajeras” llevan una copia de las instrucciones genéticas del ADN o ácido desoxirribonucleico a las partes de la célula donde se fabrican las proteínas. En los pulpos, el propósito de este mecanismo es hacer frente a los cambios en el ambiente, por ejemplo cuando deben moverse en aguas más frías, según ha establecido un nuevo estudio publicado recientemente en la revista Cell.

Una habilidad sorprendente

"Generalmente pensamos que nuestra información genética es fija, pero el entorno puede influir en la forma en que se codifican las proteínas, y en los cefalópodos esto sucede a gran escala", indicó en una nota de prensa el autor principal Joshua Rosenthal, científico del Laboratorio de Biología Marina de Woods Hole, en Massachusetts, Estados Unidos.

Los investigadores descubrieron que los pulpos de dos manchas se adaptan a los cambios de temperatura estacionales al producir diferentes proteínas neuronales, dependiendo de si deben adaptarse a condiciones cálidas o frías. Los pulpos logran estas variaciones editando su ARN, la molécula mensajera entre el ADN y las proteínas. Es probable que este nuevo “cableado” proteja sus cerebros: los científicos creen que esta estrategia inusual se usa ampliamente entre pulpos y calamares.

"La recodificación de ARN les da a los organismos la opción de expresar una variedad diversa de proteínas cuándo y dónde elijan. En los cefalópodos, la mayor parte de la codificación es para proteínas que son realmente importantes para la función del sistema nervioso, por eso nos preguntamos si están usando este proceso para aclimatarse a los cambios en su entorno. Los datos y conclusiones de nuestro estudio nos llevaron a descubrir que lo usan para proteger sus cerebros", agregó Rosenthal en el mismo comunicado.

Un proceso único

Según un artículo publicado en New Scientist, muchos animales, incluidos los humanos, tienen enzimas que pueden intercambiar letras en el ARN para modificar esas instrucciones. Sin embargo, la mayoría de las ediciones tienen lugar en el ARN no codificante, es decir aquel que no se traduce en una proteína. Estas ediciones pueden ser útiles para activar o desactivar las células de nuestro sistema inmunitario, por ejemplo, pero nunca para impactar en el sistema nervioso como lo hacen los pulpos.

En el marco de la investigación, el equipo internacional de científicos, que también contó con especialistas de la Universidad de Tel-Aviv, en Israel, y la Universidad de Michigan, en Estados Unidos, entre otros centros académicos, descubrió detalles sorprendentes sobre esta habilidad de los cefalópodos. Por ejemplo, comprobó que los pulpos logran variaciones significativas en el código genético para adaptarse a los cambios en el hábitat en solamente un día.

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Además, encontraron evidencias de que la recodificación genética producía cambios estructurales en las proteínas, afectando su función. Esto les permite aprovechar al máximo cada proteína neuronal para proteger su cerebro, de acuerdo a las condiciones que estén afrontando en cada momento del año o la zona en la que se encuentren.

Referencia

Temperature-dependent RNA editing in octopus extensively recodes the neural proteome. Joshua Rosenthal, Matthew A. Birk et al. Cell (2023). DOI:https://doi.org/10.1016/j.cell.2023.05.004