Feromonas

NOTICIAS DE LA CIENCIA Y LA TECNOLOGIA
Vol. I, No. 138
Miércoles, 19 de Marzo de 2003

-“CHAPERONAS” PARA RECEPTORES DE FEROMONAS: Investigadores del
Instituto Médico Howard Hughes (HHMI) y sus colegas han descubierto que se
requieren moléculas chaperonas para guiar a los receptores de las feromonas
hacia la superficie de las neuronas sensoriales donde se les necesita para
traducir señales químicas.


En un giro interesante, los investigadores encontraron que las
moléculas chaperonas pertenecen a una familia de proteínas, llamada
complejo mayor de histocompatibilidad (MHC, por sus siglas en inglés), que
desempeña una función importante en el sistema inmune. Los investigadores
especulan que además de ser moléculas chaperonas, las proteínas MHC podrían
modular activamente la respuesta animal a las feromonas. La modulación de
la actividad de las feromonas podría ayudar al reconocimiento de otros
animales.

Los estudios con ratones agregan “un nivel de complejidad novedosa
e inesperada al proceso de detección de feromonas”, escribieron los
investigadores en un artículo publicado en el número del 7 de marzo de 2003
de la revista Cell. Los resultados también sugieren que aunque las
moléculas chaperonas son de una clase distinta, igualmente pueden ser
importantes en relación con los receptores olfativos y gustativos.

Las investigadoras del HHMI Catherine Dulac, de la Universidad de
Harvard, y Kirsten Fischer Lindahl, del Centro Médico de la Universidad
Texas Southwestern, dirigieron los equipos de investigación que colaboraron
en la realización de los estudios.

El sistema de comunicación de feromonas, que se encuentra en una
amplia gama de mamíferos, involucra la detección de sustancias odoríferas
químicas liberadas por los animales. La detección de feromonas ocurre en
una estructura especializada, llamada el órgano vomeronasal (OVN). Aunque
el OVN reside en la cavidad nasal, el sistema sensorial de feromonas es
distinto del sentido del olfato, al igual que los receptores químicos
involucrados. En los animales que poseen un sistema sensorial basado en
feromonas -como ratones, perros, gatos y elefantes- el sistema gobierna
toda una gama de comportamientos preprogramados genéticamente de
apareamiento, jerarquización social, maternidad y defensa territorial.

Según Dulac, el desentrañar la complejidad del sistema de
feromonas ha sido una tarea desalentadora para los investigadores. “Por
ejemplo, si se compara el número de receptores, que oscila entre doscientos
y cuatrocientos, y el número de comportamientos que activan, que llegan
hasta una docena, existe una gran discrepancia”, dijo. “Por lo tanto, se
puede postular que hay centenares de comportamientos que todavía no han
sido descritos o lo que es más probable, un comportamiento dado involucra
la activación de múltiples receptores”.

Para comenzar a ordenar las funciones de la multiplicidad de
receptores para feromonas, Dulac y sus colegas decidieron estudiar una
subpoblación de neuronas sensoriales en el OVN. Los investigadores sabían
que podían distinguir a las neuronas que expresaban una familia de
receptores, llamadas V2R, de otra familia, llamada V1R, así que utilizaron
una técnica llamada “examen genético diferencial de substracción de
bibliotecas de ADNc de una célula” para comparar a los genes que se activan
en las neuronas que llevan los dos tipos distintos de receptores de feromonas.

Sus comparaciones -así como la secuenciación de los genes
descubiertos y de las búsquedas en las bases de datos genéticas-
proporcionaron evidencias de que dos familias de genes MHC, llamadas M1 y
M10, fueron activadas preferentemente en esas neuronas, dijo Dulac. El
descubrimiento fue sorprendente porque las proteínas MHC funcionan
comúnmente en la superficie de células inmunes para presentar las proteínas
extrañas al sistema inmune con el fin de activar la destrucción de
patógenos invasores. Las proteínas M10 encontradas en el OVN eran
diferentes en estructura y obviamente en la función de otras moléculas
semejantes.

Los equipos de investigación de Dulac y de Fischer Lindahl se
propusieron explorar la estructura y la función de las proteínas MHC tipo
M10 que producían los genes. Sus estudios revelaron que los genes MHC eran
expresados exclusivamente en el OVN y no en ningún otro tejido. Y dentro
del OVN, eran expresados sólo en neuronas del OVN positivas para V2R. Los
investigadores observaron que cada tipo de receptor V2R aparentemente tenía
un tipo específico de proteína M10 asociado a él.

“Por lo tanto, encontramos que hay una población de neuronas en
las cuales cada neurona sólo expresa el gen para un tipo de receptor de
feromonas”, dijo Dulac. “También pudieron demostrar que estas neuronas
individuales sólo expresan un tipo de gen M10. Esto nos dijo que había un
cierto tipo de lógica en esa asociación”.

Estudios adicionales demostraron que el gen M10 sólo estaba
activado después del nacimiento, lo que sugirió que M10 sólo funciona en la
detección de feromonas en el animal adulto. Los investigadores probaron que
las proteínas M10, al igual que las proteínas receptoras de feromonas,
estaban localizadas en las extremidades de las neuronas, llamadas
dendritas, donde se realiza la recepción química.

Sus estudios señalaron que la proteína M10, así como una molécula
“accesoria”, beta2 microglobulina, que acompaña a tales proteínas M10,
interactuaba directamente con la molécula receptora de feromonas.
Finalmente, encontraron que la proteína M10 y su molécula accesoria eran
necesarias para que el receptor de feromonas alcanzara la superficie de la
neurona.

Los investigadores también exploraron los efectos de la anulación
de la molécula M10 accesoria clave, beta2 microglobulina, en ratones.
Encontraron que los ratones machos knock-out para beta2 microglobulina
carecían de receptores V2R en sus OVNs y tampoco presentaban el
comportamiento agresivo normal hacia otros machos.

Según Dulac, los resultados de los científicos demuestran que M10
desempeña una función de chaperona que es crucial para los receptores de
las feromonas, pero puede ser que tenga una función modulatoria. “El hecho
de que el receptor necesite de M10 para ir a la superficie, no prueba que
ésta sea la función exclusiva de la proteína”, dijo. “Sabemos que cada vez
que los investigadores han descrito una asociación entre un receptor
particular y otra molécula en la superficie de la célula, siempre se ha
dado el caso de que la especificidad del receptor original se modifica. Así
que hemos encontrado a los nuevos jugadores moleculares, si se quiere, en
el juego de la detección de feromonas”.

Dulac dijo que la molécula MHC recientemente descubierta podría
tener implicaciones importantes para la comprensión del sistema de
feromonas. “Esta asociación abre todo tipo de posibilidades sobre el
mecanismo de detección de feromonas, porque sabemos que un animal puede
modular su comportamiento según el sexo de otro animal, de su origen
genético y de los elementos que conforman la identidad de un animal”.

El descubrimiento de moléculas chaperonas en el sistema de
feromonas podría servir para entender la maquinaria molecular implicada en
el olfato y el gusto, dijo Dulac. Los investigadores sabían que, en
cultivos de células, los receptores olfatorios y gustativos parecían
requerir de moléculas adicionales para alcanzar las superficies celulares.
Esa observación hace alusión a la necesidad de moléculas chaperonas, aún
por descubrir, para estos receptores, así como también para la clase de
receptores de feromonas que expresan V1R, dijo. (HHMI)

Información adicional en:
http://www.hhmi.org/news/dulac2-esp.html
http://www.hhmi.org/research/investigators/dulac.html
http://www.hhmi.org/research/investigators/fischerlindahl.html