Cuando un organismo se encuentra con una amenaza en su entorno, es una ventaja para la especie advertir a otros del peligro. El gusano redondo microscópico C. elegans encuentra regularmente 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 P. aeruginosa puede ayudar a otros a evitar el peligro e identifica una parte crucial del mecanismo mediante el cual se hace.
En un trabajo anterior, el laboratorio de Murphy descubrió que las lombrices madre enfermas por P. aeruginosa aprenda a evitar la bacteria y que ellos pueden inculcar este comportamiento de evitación en su descendencia durante las próximas cuatro generaciones. 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 encélulas de la línea germinal. En su nuevo artículo, los coautores Rebecca Moore, Rachel Kaletsky y Chen Lesnik, y sus colegas, muestran que el comportamiento de evitación también puede transmitirse de gusanos entrenados a otros gusanos adultos ingenuos.
"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 ingenuos, esoslos gusanos ahora también 'aprenden' a evitar el patógeno ", explica Murphy.
Este hallazgo sugiere que los gusanos segregan alguna señal que, cuando son captados por otros gusanos, pueden modificar su comportamiento. Curiosamente, la progenie de gusanos "educados" mediante la recepción de esta señal también evita los patógenos P. aeruginosa para las siguientes cuatro generaciones. Esto sugiere que la señal secretada desencadena la misma vía de aprendizaje en los gusanos receptores que en los expuestos directamente al patógeno. El grupo de Murphy buscó identificar la señal secretada.
"Lo que descubrimos es que un retrotransposón llamado Cer1 que forma partículas virales parece llevar una memoria no solo 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 retrotransposónfue derribado por la interferencia del ARN no pudo aprender a evitarlo P. aeruginosa a través de la exposición a P11, transmitir un comportamiento de evitación a la descendencia o educar a los gusanos cercanos. Además, se necesitan gusanos receptores adultos Cer1 estar presente en su genoma para aprender a evitar el patógeno. Los autores encontraron que dos cepas de gusanos silvestres que carecen naturalmente Cer1 son incapaces de hacer estas cosas, lo que sugiere que en estas cepas, se necesita Cer1 para establecer, transmitir y recibir este comportamiento de evitación.
"Pensamos que Cer1 puede darles a los gusanos una ventaja en su batalla con los patógenos, aunque los adquieran Cer1 en su genoma puede ser perjudicial para el gusano en condiciones no patógenas ", dice Murphy.
"Los hallazgos de Murphy et al. Son provocativos", dice Craig Mello, profesor de medicina molecular en la Universidad de Massachusetts y co-descubridor de la interferencia del ARN. "Este es otro episodio intrigante en un número creciente de estudios que hanimplican señales de ARN sistémico en influir en el comportamiento transgeneracionalmente, y si este estudio es correcto, ahora incluso horizontalmente ".
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 preguntas 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 se está transfiriendo exactamente?".
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 lo que el grupo de Murphy está trabajando para hacer.
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Universidad de Princeton . Original escrito por Caitlin Sedwick. Nota: el contenido se puede editar por estilo y longitud.
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