Gusanos caníbales reconocen a sus hijos, y como resultado no se los comen

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nematodo Pristionchus

El auto-reconocimiento mediado por pequeños péptidos previene el canibalismo en nematodos depredadores

Un gusano cuyo plato favorito es, de todas las cosas, las larvas de gusanos, debe tener mucho cuidado de no devorar accidentalmente su propia progenie.

Los científicos del Instituto Max Planck de Biología del Desarrollo de Tübingen descubrieron recientemente cómo estos pequeños gusanos de apenas un milímetro de longitud logran distinguir a sus propios hijos de los de otros gusanos y evitar el canibalismo.

Encontraron que Pristionchus reconocen a su descendencia mediante un complejo mecanismo. Los gusanos llevan una pequeña proteína altamente variable en sus superficies, que parece ser detectada por la nariz del gusano. La parte variable de la proteína probablemente funciona como un código de auto-reconocimiento y el cambio de incluso un aminoácido conduce al canibalismo.

"El auto-reconocimiento se encuentra en todos los reinos animal y vegetal", dice Ralf Sommer, científico líder del grupo Max Planck en Tübingen, que eligió al Pristionchus como un organismo modelo para estudios comparativos con el conocido nematodo Caenorhabditis elegans.

"Esto incluye estar en el corazón de los procesos biológicos que van desde la agregación de organismos unicelulares hasta comportamientos sociales o agresivos en diversos animales y también es una parte clave del sistema inmunitario humano responsable de proteger de los patógenos. Pero a pesar de la prevalencia del auto-reconocimiento en general, este tipo de auto-reconocimiento orgánico no se ha descrito antes en los nematodos", dice Sommer.

Para investigar qué tan bien pueden distinguir los gusanos entre uno mismo y uno no de su progenie, los investigadores llevaron a cabo una serie de experimentos para evaluar las preferencias de presas. En múltiples experimentos separados, a los gusanos adultos de diferentes especies de Pristionchus se les ofrecieron como presa sus propias larvas, larvas de C. elegans, larvas de una especie diferente de Pristionchus o larvas de una línea relacionada dentro de su propia especie.

 

Señales en la superficie del cuerpo

En todos los experimentos, los gusanos evitaron atacar a las larvas de su propio linaje, pero no dudaron en alimentarse de larvas de C. elegans, progenie de especies estrechamente relacionadas o incluso descendientes de líneas dentro de su propia especie. Incluso los depredadores que se colocaron en un cultivo mixto con sus propias larvas y los de una especie diferente de Pristionchus seleccionaron exclusivamente como presa a la descendencia "no propia".

"Este hallazgo descarta que sus propias larvas sean reconocidas por sustancias similares a las feromonas que se emiten al medio ambiente, ya que el auto-reconocimiento permanece intacto en los cultivos mixtos", explica James Lightfoot, primer autor del estudio. La observación de que alimentar animales adultos siempre hace contacto con la nariz antes de morder es una prueba más de que las señales decisivas se encuentran en la superficie del cuerpo.

Por medio de mutaciones dirigidas, Sommer y su equipo pudieron identificar un gen, que desempeña un papel esencial en la distinción de "yo" y de "no-yo" y fue apropiadamente llamado self-1 por los científicos. self-1 codifica una pequeña proteína de 63 aminoácidos: los componentes básicos de las proteínas. Grandes partes de la proteína están altamente conservadas, lo que significa que poseen la misma secuencia de aminoácidos incluso en especies relacionadas de forma distante.

escaner de la boca de un nematodo Pristionchus

Región variable de la molécula

Sin embargo, una pequeña región al final de la proteína es altamente variable, con claras diferencias incluso entre líneas estrechamente relacionadas del P. pacificus.

En experimentos de mutación, el intercambio de un solo aminoácido en esta región demostró ser suficiente para prevenir el auto reconocimiento y deshabilitar la protección contra ataques caníbales. "Por lo tanto, self-1 parece representar un código de auto-reconocimiento y se mantiene en la superficie del gusano durante toda su vida útil", explica Sommer.

Sin embargo, otros experimentos han demostrado que la posesión de una proteína self-1 específica de la especie no es la única señal de la que depende la decisión de atacar o no. Las larvas de C. elegans también fueron atacadas por P. pacificus después de haber sido equipadas por ingeniería genética con la proteína P. pacificus self-1.

"Obviamente, self-1 es parte de un mecanismo más complejo, que regula la distinción del "yo" y del "no-yo", dice Sommer. "Por lo tanto, P. pacificus proporciona un sistema modelo ideal para estudiar el mecanismo detrás del auto reconocimiento junto con su evolución y las estrategias que utiliza este gusano en situaciones competitivas".

Artículo científico: Small peptide–mediated self-recognition prevents cannibalism in predatory nematodes

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