MADRID, 5 Feb. (EUROPA PRESS) -
Científicos del Colegio de Letras, Artes y Ciencias Dornsife de la Universidad del Sur de California (USC), en Estados Unidos, han descubierto una clase completamente nueva de canales iónicos. Estos canales dejan que los protones (iones H +) entren en las células, son importantes en el oído interno para mantener el equilibrio y están presentes en las células del gusto que responden a los sabores agrios, según detallan los investigadores en un artículo que se publica este jueves en 'Science'.
Los protones controlan si una solución es ácida o básica, es decir, establecen el pH. No es sorprendente que los protones no crucen las membranas celulares; deben ser transportados a través de la membrana a mediante proteínas especiales como canales de iones. Aunque se ha identificado un gen que codifica un canal de iones que permite que los protones abandonen las células, se desconoce si se necesita uno o varios genes para formar un canal de iones que permita que los protones entren en las células. Ahora, la investigación del sabor ácido ha identificado a la familia de genes otopetrina como canales iónicos que codifican protones.
Esta familia de genes se identificó originalmente como importante para el equilibrio: los ratones con mutaciones en otopetrina 1 (Otop1) se denominan inclinados (tlt) porque no pueden enderezarse. Se desconoce la función de la proteína codificada y por qué las mutaciones en el gen causan un defecto vestibular. Sin embargo, al analizar la percepción del gusto, un grupo dirigido por Emily Liman, profesora de Ciencias Biológicas de la USC Dornsife, descubrió que Otop1 codifica un canal de protones, proporcionando pistas sobre cómo la otopetrina contribuye a la función y el equilibrio del oído interno.
Debido a que el sabor agrio es la percepción de sustancias ácidas, que tienen una alta concentración de protones, Liman predijo que las células de sabor agrio tienen un canal de iones que responde o transporta protones. De hecho, hace ocho años, su laboratorio utilizó enfoques biofísicos para demostrar que los protones entran en las células del gusto a través de un canal de protones especializado en la membrana celular. Se desconocía el gen que codifica este canal y las propiedades estructurales del canal de protones.
UNA MOLÉCULA PRESENTE EN EL GUSTO Y EL SISTEMA VESTIBULAR
El laboratorio de Liman utilizó una técnica de genética molecular llamada RNAseq para identificar qué genes se expresaban específicamente en las células de sabor ácido y no en otros tipos de células gustativas. El estudiante de posgrado Yu-Hsiang Tu probó entonces genes candidatos uno por uno hasta que encontró uno que generó una proteína conductora de protones cuando se introdujo en células que no tenían ningún canal de conducción de protones.
Después de que Yu-Hsiang hubiera probado más de tres docenas de candidatos, Liman casi se había dado por vencido. "Cuando Yu-Hsiang me llamó al laboratorio y me mostró los datos de otopetrina, no podía creer que finalmente lo hubiéramos encontrado --recuerda Liman--. Habíamos estado buscándolo durante tantos años".
Además de Otop1, hay otros dos genes relacionados en vertebrados (Otop2 y Otop3), y esta familia de genes está representada en la mosca de la fruta 'Drosophila melanogaster'. Las otopetrinas son estructuralmente diferentes de todos los demás canales iónicos, y todas las otopetrinas forman canales de protones, lo que sugiere que estos canales que conducen protones se conservan evolutivamente. Cada una de las otopetrinas tiene una distribución distinta en muchos tejidos, incluyendo la lengua, el oído, los ojos, los nervios, los órganos reproductivos y el tracto digestivo.
En el sistema vestibular, se necesita Otop1 para la formación y la función de estructuras llamadas otoconia, que son cristales de carbonato de calcio que detectan la gravedad y la aceleración. Los investigadores especulan que las otopetrinas mantienen el pH apropiado para la formación de otoconia y que el defecto en los ratones tlt se debe a una desregulación del pH.
En el sistema de sabor, las otopetrinas pueden estar involucradas en la detección de ácidos como parte de la percepción del sabor ácido. Se desconoce la función de estos canales de protones en otros tejidos. "Nunca en un millón de años esperábamos que la molécula que estábamos buscando en las células del gusto también se encontrara en el sistema vestibular --dice Liman--. Esto resalta el poder de la investigación básica o fundamental".
