Parapriacanthus ransonneti nadar en un acuario
MANABU BESSHO-UEHARA
en el mundo de la bioluminiscencia, es común que los organismos obtengan luciferina, la pequeña molécula necesaria para producir luz, de su dieta. Los científicos han planteado la hipótesis de que los peces bioluminiscentes producen su propia luciferasa, la enzima que cataliza la reacción que hace que la luciferina brille., Pero en un estudio publicado esta semana (8 de enero) en Science Advances, los investigadores mostraron que una especie de pez costero genera luz usando tanto luciferina como luciferasa capturadas de su presa bioluminiscente, un pequeño crustáceo conocido como ostracodo.
este trabajo «desafía nuestra visión de cómo percibimos la bioluminiscencia de los peces», dice David Gruber, un biólogo marino de la Universidad de la ciudad de Nueva York que no participó en el estudio., «En el pasado, pensábamos que los peces hacían ambos componentes de la bioluminiscencia ellos mismos o solo uno de los componentes, pero este es un ejemplo de ellos haciendo ninguno de ellos y obteniendo ambos de su dieta. Me encanta cuando un documento que nos muestra un ángulo que no habíamos conocido antes.»
como estudiante de posgrado en la Universidad de Nagoya en Japón, Manabu Bessho-Uehara se había propuesto estudiar la evolución de la bioluminiscencia., Dice que hay más de 200 géneros de peces que brillan, y un estudio de 2016 indicó que la bioluminiscencia ha surgido de forma independiente al menos 27 veces en peces marinos. «Lo gracioso es que nadie identificó genes de luciferasa de ninguno de los peces, así que ahí es donde quería comenzar», le dice al científico Bessho-Uehara, quien ahora es postdoctoral en el Monterey Bay Aquarium Research Institute en California.,
el trabajo anterior había demostrado que los peces del género Parapriacanthus, peces de aguas poco profundas encontrados en la costa del Pacífico occidental y los océanos Índico, secuestran luciferina de sus presas en sus órganos ligeros, pero se creía que estaban haciendo su propia enzima luciferasa. Así que cuando Bessho-Uehara y sus colegas en Japón buscaron un gen de luciferasa en el genoma de Parapriacanthus ransonneti, esperaban encontrar un gen de pescado que codificara una proteína de pescado., En cambio, descubrieron que la proteína luciferasa en los órganos de luz que corren a lo largo de la parte inferior de los peces era idéntica a la enzima producida por los ostrácodos que estos peces comen.
los investigadores no encontraron ningún gen que codificara la luciferasa en el genoma de los peces, lo que indica que los animales secuestran la proteína de su dieta., Para probar esta hipótesis, el equipo de investigación alimentó a los peces con alimentos que no brillaban durante un año, lo que resultó en una pérdida de su luminiscencia. Luego alimentaron a los peces con una especie diferente de ostrácodos brillantes. Después de unas semanas en la nueva dieta, los peces fueron de nuevo capaces de brillar. Los investigadores también encontraron péptidos que coincidían con la luciferasa de los ostrácodos recién introducida en sus órganos de luz.,
«Cuando me enteré por primera vez de esto, era un poco escéptico, pero hacen una historia muy convincente de que esto realmente está usando la luciferasa robada a sus presas», dice Edith Widder, fundadora de Ocean Research & Asociación de conservación que no participó en el estudio. Ella explica que es sorprendente que la enzima luciferasa, que es una molécula bastante grande y compleja, pueda ser absorbida por el sistema digestivo y no degradada hasta el punto de que ya no sea funcional, una observación que los autores también destacan.,
«es por eso que inicialmente estaba tan escéptica cuando me enteré de esto porque no podía imaginar cómo era posible», dice. «Me han convencido de que eso es lo que está pasando aquí y por lo que abre un montón de otras preguntas acerca de cómo esto está sucediendo en realidad. Es sólo una innovación evolutiva fenomenal.»
en el futuro, Bessho-Uehara y sus colegas continuarán la búsqueda de genes de luciferasa de peces. También planean investigar cómo la proteína entra en las células de los peces y si otros peces bioluminiscentes utilizan o no una estrategia similar.,
«debido a que esto ha evolucionado de forma independiente tantas veces, los mecanismos por los cuales esto está funcionando pueden ser bastante diferentes de un linaje a otro linaje», dice Matt Davis, un biólogo de la Universidad Estatal de St.Cloud en Minnesota que no participó en el trabajo. «Esto solo demuestra que aunque sabemos mucho sobre qué linajes están produciendo y emitiendo la luz, todavía tenemos mucho que aprender sobre cómo funciona esto en realidad.»
M. Bessho-Uehara et al., «Kleptoprotein bioluminescence: Parapriacanthus fish obtain luciferase from ostracod prey,» Science Advances, doi: 10.,1126 / sciadv.aax4942, 2020.
Abby Olena es una periodista independiente con sede en Alabama. Encuéntrala en Twitter @abbyolena.