Publicado 07/09/2021 10:25CET

Un mecanismo de transferencia de memoria funciona entre gusanos

Gusano C. Elegans
Gusano C. Elegans - FLICKR/ARNE HENDRIKS

   MADRID, 7 Sep. (EUROPA PRESS) -

   Científicos de la Universidad de Princeton han descubierto un sorprendente mecanismo para la transferencia de memoria entre individuos en la muy estudiada especie de gusano C. elegans.

   Cuando un organismo se encuentra con una amenaza en su entorno, es una ventaja para la especie advertir a los demás del peligro. El gusano redondo microscópico Caenorhabditis elegans encuentra con regularidad peligros en su entorno, como la bacteria patógena P. aeruginosa, que parece una fuente de alimento atractiva pero puede enfermar a los gusanos si se ingiere. C. elegans no está equipado para gritar advertencias como lo haría un humano, pero un nuevo trabajo de investigadores del laboratorio del investigador Coleen Murphy de Princeton muestra que los gusanos que se encuentran con P. aeruginosa pueden ayudar a otros a evitar el peligro e identifica una parte crucial del mecanismo por el cual esto se hace.

   En un trabajo anterior, el laboratorio de Murphy descubrió que las lombrices madre enfermas por P. aeruginosa aprenden a evitar la bacteria y que pueden inculcar este comportamiento de evitación en su descendencia durante las próximas cuatro generaciones. Los gusanos madre que han comido P. aeruginosa absorben un ARN pequeño bacteriano llamado P11 a través de sus intestinos, que emite una señal en las células reproductoras de la línea germinal del gusano que luego se transmite a una neurona que controla el comportamiento. Posteriormente, el nuevo comportamiento se transmite a la futura progenie a través de cambios realizados en las células de la línea germinal.

   En su nuevo artículo, publicado en Cell, los coautores Rebecca Moore, Rachel Kaletsky y Chen Lesnik, y sus colegas, muestran que el comportamiento de evitación también se puede transmitir de gusanos entrenados a otros gusanos adultos sin esa habilidad adquirida.

   "Descubrimos que un gusano puede aprender a evitar esta bacteria patógena y si trituramos ese gusano, o simplemente usamos el medio en el que nadan los gusanos, y le damos ese medio o el lisado del gusano triturado a gusanos 'no adiestrados', esos gusanos 'aprenden' a evitar el patógeno también ", explica Murphy.

   Este hallazgo sugiere que los gusanos segregan alguna señal que, cuando son recogidos por otros gusanos, pueden modificar su comportamiento. Curiosamente, la progenie de gusanos 'instruidos' mediante la recepción de esta señal también evita la P. aeruginosa patógena durante las siguientes cuatro generaciones. Esto sugiere que la señal secretada desencadena la misma vía de aprendizaje en los gusanos receptores que en los que están directamente expuestos al patógeno. El grupo de Murphy intentó identificar la señal secretada.

   "Lo que descubrimos es que un retrotransposón llamado Cer1 que forma partículas virales parece llevar una memoria no sólo entre los tejidos (desde la línea germinal del gusano hasta sus neuronas) sino también entre los individuos", dice Murphy.

   Un retrotransposón es un elemento genético, similar a un virus, que se ha insertado en el ADN de un animal huésped. Los investigadores encontraron que Cer1 está presente en el ADN de las células de la línea germinal de los gusanos, y que los gusanos madre en los que el retrotransposón fue derribado por la interferencia del ARN no pudieron aprender a evitar P. aeruginosa a través de la exposición a P11, transmitir un comportamiento de evitación a la descendencia o educar a los gusanos cercanos. Además, los gusanos receptores adultos necesitaban que Cer1 estuviera presente en su genoma para aprender a evitar el patógeno. Los autores encontraron que dos cepas de gusanos salvajes que naturalmente carecen de Cer1 son incapaces de hacer estas cosas, lo que sugiere que en estas cepas, Cer1 es necesaria para establecer, transmitir y recibir este comportamiento de evitación.

   "Creemos que Cer1 puede darles a los gusanos una ventaja en su batalla con los patógenos, aunque adquirir Cer1 en su genoma puede ser perjudicial para el gusano en condiciones no patógenas", dice Murphy.

   Aunque otros estudios han demostrado que animales como la babosa marina Aplysia son capaces de transferir recuerdos entre individuos, el trabajo de Moore, Kaletsky, Lesnik y sus colegas es el primero en sugerir un mecanismo por el cual dicha transferencia puede ocurrir en la naturaleza. Sin embargo, este estudio también plantea una serie de cuestiones urgentes. Por ejemplo, como señala Mello, ahora está bien establecido que los gusanos usan señales de ARN para transmitir información a la descendencia, pero actualmente no está claro qué contribuye Cer1 a esta vía.

   "¿Por qué el animal necesitaría el virus para transmitir señales a la descendencia?" Pregunta Mello. "¿Qué es exactamente lo que se está transfiriendo?"

   Para demostrar una relación evolucionada entre los gusanos y el retroelemento Cer1, dice Mello, será importante llenar estos vacíos en la comprensión. Esto es precisamente para lo que está trabajando ahora el grupo de Murphy.

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