Un equipo de investigación del Instituto de Biología Evolutiva (IBE) ha identificado el gen responsable de iniciar la metamorfosis de los insectos. Se trata del E93, conocido por promover la formación de las estructuras adultas a lo largar de este proceso, pero del cual se desconocía que fuera el único imprescindible.
Y es que durante mucho tiempo se pensaba que la desaparición de la hormona juvenil era la responsable de que la larva empezara la metamorfosis. “Cuando la larva llega a los últimos estadios de la juventud, se observa una bajada en los niveles de la hormona juvenil y un incremento del factor E93 justamente cuando empieza la metamorfosis”, comenta David Martín, investigador principal del IBE y coresponsable del estudio, junto con Xavier Franch, también investigador principal del mismo instituto.
“La coincidencia de estos dos acontecimientos hacía difícil saber cuál de los dos factores era esencial para inducir la metamorfosis –continúa–. Ahora, hemos salido de dudas: si no hay expresión del gen E93, no hay metamorfosis”.
“Podríamos decir que la hormona juvenil se encarga de propiciar una situación óptima de medida y madurez antes de que empiece la metamorfosis”, dice Silvia Chafino, investigadora postdoctoral del grupo de Martin y Franch y primera autora del estudio. “Ahora bien, es el factor E93 el responsable de activar todos los dramáticos cambios que transforman la larva en el insecto adulto”.
En el pez cebra
El gen E93 está conservado en muchas especies de insectos, incluso en algunos que exhiben un ciclo de metamorfosis diferente. Incluso los humanos poseemos un gen homólogo al E93, denominado Ligand Co-Repressor (LCoR).
“No sería pues de extrañar que el papel de LCoR estuviera de alguna manera conservado y por lo tanto estuviera implicado en el control de la finalización del desarrollo juvenil y el inicio de la transformación adulta”, afirman Martín y Franch en declaraciones a Innovaspain. “Si esto fuera así, tendría indudablemente un gran interés estudiar a fondo este gen”. De hecho, su laboratorio ha iniciado su investigación en vertebrados utilizando, en primer lugar, el pez cebra Danio rerio.
Aplicaciones directas
“Las observaciones que se pueden hacer en un gen tan conservado evolutivamente hablando pueden tener repercusión en otras muchas especies”, especula Xavier Franch. El gen E93, o más bien la ausencia de su expresión, podría pues estar relacionado con la extensión de la juventud, no permitiendo a los tejidos y órganos entrar en la adultez o manteniendo características juveniles, como una mayor plasticidad y capacidad de regeneración celular.
Las aplicaciones directas de esta investigación pueden ir en múltiples direcciones. Como explica Franch, el E93 puede convertirse “en una prometedora diana específica para la generación de nuevos insecticidas bioracionales que alteren el normal desarrollo de insectos plaga”.
“Por otro lado, teniendo en cuenta que los insectos se convertirán en una fuente de proteína para la alimentación tanto humana como de diferentes animales según la FAO, la manipulación de la expresión de E93 en insectos dedicados a la alimentación, retrasando su aparición durante el desarrollo, puede ser clave para el aumento de la biomasa de dichos insectos”, añade.
Tres modelos de insectos
El equipo de investigación ya había propuesto el gen E93 como responsable de la metamorfosis en un estudio anterior, pero no ha sido hasta ahora cuando ha descubierto que este gen es también el que inicia el proceso de cambio. “En total, llevamos trabajando con E93 los últimos 7 años”, apunta David Martín.
En sus investigaciones han utilizado tres modelos de insectos, la cucaracha alemana Blattella germanica (insecto con metamorfosis incompleta), el escarabajo de la harina Tribolium castaneum y la mosca del vinagre Drosophila melanogaster (estos dos últimos insectos como modelos de metamorfosis completa). “La gran mayoría de nuestro trabajo se ha basado en la eliminación selectiva de la función del gen E93 en los diferentes insectos mediante la técnica de interferencia del RNA (RNAi), ya sea por inyección directa (Blattella y Tribolium) o por transgénesis (Drosophila), y la observación de los fenotipos resultantes”, concluye.
