MADRID, 2 Sep. (EUROPA PRESS) -
Una nueva investigación sobre la mucosidad ha descubierto que ha evolucionado en los mamíferos en numerosas ocasiones y a menudo de forma sorprendente hasta llegar a ser como es ese fluido viscoso que recubre desde las babosas hasta la saliva de la boca, entre otro fluidos corporales, según publican en la revista 'Science Advances'.
El estudio se centró en las proteínas llamadas mucinas, unas moléculas con una variedad de funciones, principalmente como componentes del moco, donde contribuyen a la consistencia pegajosa de la sustancia.
Mediante una comparación de los genes de las mucinas en 49 especies de mamíferos, los científicos identificaron 15 casos en los que las nuevas mucinas parecen haber evolucionado a través de un proceso aditivo que transformó una proteína no mucina en una mucina.
Los científicos proponen que cada uno de estos eventos de "mucinización" comenzó con una proteína que no era una mucina. En algún momento, la evolución añadió una nueva sección a esta base de no mucina: una que consiste en una cadena corta de bloques de construcción llamados aminoácidos que están decorados con moléculas de azúcar. Con el tiempo, esta nueva región se duplicó y se añadieron múltiples copias para alargar aún más la proteína, convirtiéndola en una mucina.
Las regiones duplicadas, llamadas "repeticiones", son clave para la función de la mucina, dicen los investigadores de la Universidad de Buffalo (Estados Unidos) Omer Gokcumen y Stefan Ruhl, autores principales del estudio, y Petar Pajic, primer autor.
Los azúcares que recubren estas secciones sobresalen hacia fuera como las cerdas de un cepillo de botella, y confieren a las mucinas la propiedad viscosa que es vital para muchas tareas importantes que estas proteínas llevan a cabo.
"No creo que se supiera previamente que la función de las proteínas puede evolucionar de esta manera, a partir de una proteína que gana secuencias repetidas. Una proteína que no es una mucina se convierte en una mucina simplemente ganando repeticiones. Esta es una forma importante en la que la evolución hace babas. Es un truco evolutivo, y ahora documentamos que esto sucede una y otra vez", dice Gokcumen, profesor asociado de ciencias biológicas en la Facultad de Artes y Ciencias de la UB.
Las repeticiones que vemos en las mucinas se denominan "repeticiones PTS" por su alto contenido en los aminoácidos prolina, treonina y serina, y ayudan a las mucinas en sus importantes funciones biológicas, que van desde la lubricación y la protección de las superficies de los tejidos hasta la ayuda para que nuestra comida sea resbaladiza y podamos tragarla", explica Stefan Ruhl, decano interino de la Facultad de Odontología de la UB y profesor de biología oral.
"Los microbios beneficiosos han evolucionado para vivir en superficies recubiertas de moco, mientras que el moco puede, al mismo tiempo, actuar como barrera protectora y defenderse de las enfermedades protegiéndonos de intrusos patógenos no deseados", añade.
"No mucha gente sabe que la primera mucina purificada y caracterizada bioquímicamente procedía de una glándula salival --añade--. Mi laboratorio lleva 30 años estudiando las mucinas de la saliva, sobre todo porque protegen los dientes de la caries y porque ayudan a equilibrar la microbiota de la cavidad oral".
"Creo que este trabajo es realmente interesante --afirma Gokcumen--. Es una de esas veces en las que tuvimos suerte. Estábamos estudiando la saliva, y entonces encontramos algo que es interesante y genial y decidimos investigarlo".
Mientras estudiaban la saliva, el equipo se dio cuenta de que una pequeña mucina salival de los humanos, llamada MUC7, no estaba presente en los ratones. Sin embargo, los roedores sí tenían una mucina salival de tamaño similar llamada MUC10. Los científicos querían saber si estaban estas dos proteínas relacionadas desde una perspectiva evolutiva.
La respuesta fue negativa pero lo que la investigación descubrió a continuación fue una sorpresa: aunque la MUC10 no parecía estar relacionada con la MUC7, una proteína que se encuentra en las lágrimas humanas, llamada PROL1, compartía una parte de la estructura de la MUC10. PROL1 se parecía mucho a MUC10, sin las repeticiones en forma de botella recubiertas de azúcar que hacen de MUC10 una mucina.
"Creemos que, de alguna manera, ese gen de la lágrima acaba siendo reutilizado --apunta Gokcumen--. Adquiere las repeticiones que le dan la función de mucina, y ahora se expresa abundantemente en la saliva de ratones y ratas".
Los científicos se preguntaron si otras mucinas podrían haberse formado de la misma manera. Comenzaron a investigar y descubrieron múltiples ejemplos del mismo fenómeno. Aunque muchas mucinas comparten una ascendencia común entre varios grupos de mamíferos, el equipo documentó 15 casos en los que la evolución parecía haber convertido proteínas no mucinas en mucinas mediante la adición de repeticiones PTS.
Y esto fue "con una mirada bastante conservadora", puntualiza Gokcumen, señalando que el estudio se centró en una región del genoma en unas pocas docenas de especies de mamíferos. Califica la baba de "rasgo vital sorprendente" y siente curiosidad por saber si el mismo mecanismo evolutivo podría haber impulsado la formación de algunas mucinas en babosas, anguilas babosas y otros bichos. Se necesita más investigación para encontrar una respuesta.
"Cómo evolucionan las nuevas funciones de los genes sigue siendo una pregunta que nos hacemos hoy en día --añade Pajic, estudiante de doctorado en ciencias biológicas de la UB--. Así, nos sumamos a este discurso aportando pruebas de un nuevo mecanismo, en el que al ganar secuencias repetidas dentro de un gen nace una función novedosa".
"Creo que esto podría tener implicaciones aún más amplias, tanto en la comprensión de la evolución adaptativa como en la posible explicación de ciertas variantes causantes de enfermedades --prosigue--. Si estas mucinas siguen evolucionando a partir de las no mucinas una y otra vez en diferentes especies y en diferentes momentos, sugiere que hay algún tipo de presión adaptativa que las hace beneficiosas. Y luego, en el otro extremo del espectro, tal vez si este mecanismo se 'sale de madre' -sucede demasiado, o en el tejido equivocado- entonces tal vez puede conducir a enfermedades como ciertos cánceres o enfermedades de la mucosa".
El estudio sobre las mucinas demuestra cómo una larga colaboración entre biólogos evolutivos e investigadores dentales de la UB está aportando nuevos conocimientos sobre genes y proteínas que también son importantes para la salud humana.
"Mi equipo lleva muchas décadas estudiando las mucinas, y mi colaboración con el doctor Gokcumen ha llevado esta investigación a un nuevo nivel al revelar todas estas emocionantes y novedosas ideas sobre su genética evolutiva --afirma Ruhl--. En esta fase avanzada de mi carrera, también es inmensamente gratificante ver que la llama de la curiosidad científica la lleva una nueva generación de jóvenes investigadores como Petar Pajic".
