Cada célula de un organismo está configurada con un conjunto finito de instrucciones codificadas en su ADN. Sin embargo, la vida es impredecible y, cuando las circunstancias cambian, los animales necesitan flexibilidad para aclimatarse y adaptarse a su entorno. Algunos de estos cambios más bruscos se producen en los océanos, donde las temperaturas pueden variar tanto estacionalmente, de forma gradual, como de un modo mucho más brusco en tanto a la presencia de distintas corrientes marinas o en relación a la profundidad.
Un ejemplo paradigmático de esta adaptabilidad lo encontramos en los pulpos, una especie capaz de resolver múltiples problemas mecánicos y conocidos por su habilidad de cambiar de forma y color para camuflarse con su entorno. Los pulpos son, de hecho, reconocidos por su gran versatilidad, sin embargo, al tratarse de animales de sangre fría carecen de la capacidad de la termorregulación, por lo que los científicos siempre se han preguntado cómo protegen sus poderosos cerebros, los cuales se encuentran expuestos a los potenciales cambios de temperatura en el agua.
Ahora, no obstante, un nuevo estudio publicado en la revista Cell revela cómo los pulpos, en particular los pulpos de dos puntos de California –Octopus bimaculoides– son capaces de adaptarse a los cambios de temperatura mediante la producción de diferentes proteínas neurales. Los investigadores descubrieron que los pulpos logran esto al editar su ARN, la molécula mensajera entre el ADN y las proteínas.
Los pulpos ajustan su fisiología mediante la edición de ARN
El estudio, liderado por Joshua Rosenthal, de la Marine Biological Laboratory -MBL- y Eli Eisenberg, de la Universidad de Tel Aviv, acaba de revelar que la edición de ARN ocurre a gran escala en los pulpos y calamares. Comparado con las mutaciones de ADN, que permiten a los organismos adaptarse a lo largo de las generaciones, la edición de ARN ofrece una forma temporal y flexible para que los individuos se adapten a los cambios ambientales.
Para llegar a esta conclusión el equipo de Rosenthal y Eisenberg aclimató a varios pulpos capturados en la naturaleza a aguas a diferentes temperaturas, cálidas y frías, en tanques de laboratorio. Tras varias semanas compararon los cambios producidos de ARN de los pulpos aclimatados al frío y al calor con el genoma de referencia y descubrieron que la edición de ARN en respuesta a la temperatura, producida mayoritariamente en condiciones de frío, tuvo lugar en más de 20.000 proteínas neurales. «En general, pensamos que nuestra información genética es fija, pero el medio ambiente puede influir en cómo se codifican las proteínas, y en los cefalópodos esto sucede a gran escala», expresa Rosenthal.
Además, el estudio mostró que los pulpos en la naturaleza también experimentan ediciones de ARN en respuesta a las fluctuaciones de temperatura estacionales. Esto sugiere que la edición de ARN sensible a la temperatura es una estrategia ampliamente utilizada entre los pulpos y los calamares.
Los investigadores también examinaron cómo estos cambios afectan la estructura y función de las proteínas, y descubrieron que la edición de ARN produjo cambios estructurales en proteínas críticas para la función del sistema nervioso, lo cual hizo pensar a los investigadores que esto permite a los pulpos ajustar su fisiología para adaptarse a su entorno, y hacerlo, además, a una velocidad sin precedentes. «No teníamos una idea real de cuán rápido podía ocurrir este proceso: si tomaba semanas u horas», explica por su parte el también coautor del estudio, Mattew Birk. «¡Pudimos observar cambios significativos en menos de un día!».
Aunque aún quedan preguntas abiertas sobre cómo los pulpos regulan esta edición de ARN y por qué ocurre con mayor frecuencia en respuesta a temperaturas frías, los científicos están interesados en explorar si los pulpos y otros cefalópodos utilizan la edición de ARN para adaptarse a otras variables ambientales.
Este estudio proporciona una nueva visión sobre cómo los pulpos se adaptan a los cambios de temperatura y cómo la edición de ARN puede desempeñar un papel crucial en la sofisticación de su comportamiento. Se cree que este mecanismo de ajuste genético contribuye a la capacidad de los pulpos para resolver problemas mecánicos y cambiar sus colores y texturas para camuflarse con el entorno, lo cual requiere un sistema nervioso compuesto por un conjunto complejo de proteínas.
A medida que los científicos continúan investigando, se espera que se revelen más detalles sobre cómo los pulpos y otros cefalópodos utilizan la edición de ARN para adaptarse a su ecosistema cambiante. “Estamos acostumbrados a pensar que todos los seres vivos están preprogramados desde su nacimiento con un determinado conjunto de instrucciones”, expresa Rosenthal. «La idea de que el medio ambiente puede influir en esa información genética, como hemos demostrado en los cefalópodos, es todavía un vasto territorio que explorar», concluye.
