La proteína clave tiene vínculos con los reguladores de la alimentación y reproducción de vertebrados
En los animales, liberar huevos de manera oportuna es vital para maximizar las posibilidades de una fertilización exitosa.
Sin embargo, no se conoce bien la forma en que evolucionó este proceso y se controla en diferentes especies. Se identificó un nuevo regulador de la liberación de huevos en las medusas en un nuevo estudio publicado el 3 de marzo en la revista de acceso abierto PLOS Biology por Gonzalo Quiroga Artigas y Evelyn Houliston de la Universidad de la Sorbona, Francia, y sus colegas. El hallazgo arroja luz sobre cómo evolucionó el complejo control hormonal de la reproducción sexual en animales.
Clytia hemisphaerica es una pequeña medusa marina, común en todos los océanos del mundo. Es parte del filo Cnidaria, un grupo grande y diverso de animales invertebrados que incluye medusas, anémonas, corales y erizos de mar.
Si bien los eventos celulares de la meiosis (combinación de cromosomas y reducción del genoma) son similares en los huevos de todos los animales, incluidos los cnidarios y los vertebrados, el control hormonal del proceso para garantizar que los óvulos se produzcan en el mejor momento para maximizar el éxito de la fertilización difiere considerablemente, y los pasos clave en la regulación de la gametogénesis cnidaria solo se entienden parcialmente.
Imagen derecha: Gónada femenina aislada de una medusa mutante MIHR, hinchada por la acumulación de ovocitos inmaduros no engendrados
En la Clytia, la formación de óvulos maduros (que tienen un conjunto de cromosomas) a partir de ovocitos inmaduros (que tienen cuatro) se desencadena cada mañana al liberar una hormona inductora de la maduración (MIH) del tejido circundante cuando es estimulada por la luz del amanecer. Estudios anteriores habían identificado esta hormona neuropéptida, pero se desconocía su receptor.
Sin embargo, los autores sabían que la estimulación por MIH producía un aumento en los niveles de la molécula de señalización del AMP cíclico dentro de los ovocitos, y que dicho aumento generalmente se asocia con la activación de un tipo de receptor llamado receptor acoplado a proteína G (GPCR).
A partir de esa pista, identificaron 16 GPCR del genoma de la Clytia que se fabrican en los ovocitos. Usando como cebo un neuropéptido MIH sintético, luego identificaron el GPCR al que se adhirió con más fuerza, con el argumento de que era probable que fuera el receptor de MIH (MIHR).
Imagen: Diagrama de una gónada de Clytia que muestra los diferentes tejidos utilizados para las comparaciones de expresión de RNA-seq y GPCR.
Para confirmar que este receptor estaba involucrado en la señalización estimulada por MIH, mutaron el gen MIHR usando la edición del genoma CRISPR/Cas9. Esta mutación produjo graves defectos en el desarrollo o liberación de óvulos en las hembras y en el esperma de los machos. Estos efectos podrían imitarse mediante la inyección de un anticuerpo que bloquease parte del receptor normal, y mitigarse mediante el tratamiento del mutante con un análogo del AMP cíclico, evitando el receptor mutante y restaurando la señal con la corriente.
El árbol genealógico de la secuencia del receptor mostró que está relacionado con un gran conjunto de GPCR en otros cnidarios, y también con un conjunto de receptores de hormonas peptídicas en los vertebrados. Estos incluyen receptores de hormonas que regulan tanto la reproducción sexual como la alimentación, incluido el neuropéptido Y y la hormona inhibidora de gonadotropina en humanos.
"El descubrimiento de este receptor nos ayudará a comprender el proceso crítico que transforma los ovocitos animales en huevos", dijo Houliston, "y puede ayudar a revelar pasos importantes en la evolución de los sistemas hormonales que regulan y vinculan la reproducción sexual con la nutrición en los animales".
Artículo científico: A G protein–coupled receptor mediates neuropeptide-induced oocyte maturation in the jellyfish Clytia
