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Un equipo investigador ha descrito unos patrones de regulación entre genes relacionados con las neuronas que captan los estímulos visuales en el ojo de la Drosophila melanogaster, la conocida mosca de la fruta, que es un modelo biológico en estudios de genética y desarrollo. Los resultados aparecen publicados esta semana en la edición on-line de la revista Nature.
El ojo de la D. melanogaster es un modelo biológico en estudios de neurogénesis y diferenciación neuronal. En la mosca adulta, los ojos son compuestos y están formados por unas 750 unidades sensibles a la luz (omatidios). En cada omatidio, hay ocho neuronas fotoreceptoras (R1-R8) y cada una desarrolla un conjunto de conexiones o sinapsis específicas que transmiten la información sensorial.
«En concreto, en este artículo estudiamos cómo las neuronas R7 y R8 se diferencian en cuanto a conexiones, de manera que desarrollan un programa de regulación génica o ruta regulatoria específica que hace efectivo el reconocimiento de las "dianas" biológicas adecuadas en cada caso» explica Enrique Blanco, investigador del departamento de Genética y en el Instituto de Biomedicina de la Universidad de Barcelona (IBUB).
Como componentes de estas redes de regulación y comunicación mediante proteínas que actúan de receptores extracelulares, el trabajo establece los patrones de regulación específicos y diferenciadores entre las neuronas fotoreceptores R7 y R8, basados en los genes NF-Y, Prospero, Senseless y Capricious. Esta investigación, a título de primicia, determina por primera vez algunas relaciones de regulación entre estos genes, en especial en los puntos de unión a factores de transcripción (como en el caso de Senseless i Capricious).
La investigación está dirigida por S. L. Zipursky de la Universitat de California-Los Àngeles (UCLA) y la primera autora es Marta Morey, doctorada en el Departamento de Genética de la Universidad de Barcelona (UB) y ahora en la Facultad de Medicina de la UCLA.
Enrique Blanco se ha centrado en el componente bioinformático del trabajo investigador, que es una pieza clave para entender todas las interacciones en el complejo sistema biológico del ojo de la D. melanogaster. Su trabajo se dirigía a la búsqueda computacional de sitios de unión de algunos de estos factores de transcripción en los promotores de los genes involucrados en este programa celular.
«En primer lugar -explica Enrique Blanco- se hizo un análisis de todos los genes del genoma para establecer la bondad de los modelos predictivos utilizados. Después, nos concentramos en aquellos genes más interesantes por su implicación en el problema biológico». «Un factor esencial en todo este proceso -continúa- es el uso de la información derivada de los proyectos de secuenciación de otras Drosophilas, por ejemplo la publicada en el artículo "Evolution of genes and genomas on the Drosophila phylogeny", publicado en el Nature el año pasado».
El análisis bioinformático aporta un conjunto de candidatos para hacer la validación experimental y así abrir nuevas posibilidades dentro del problema biológico que se está estudiando. En el artículo, la búsqueda computacional de sitios de unión a Senseless en Capricious facilitó el nexo directo que se sospechaba a través de otros protocolos de investigación. «Además, las predicciones bioinformáticas pudieron validarse experimentalmente, hecho que ayuda a cerrar el círculo entre el problema biológico, el análisis experimental, el análisis bioinformático y la solución al problema biológico» explica Enrique Blanco.
Si se utiliza como criterio de investigación la semblanza de la secuencia reconocida por el factor de transcripción en los cromosomas de la mosca, el número de predicciones iniciales es de miles. «En este punto -añade Enrique Blanco- entra en juego todo el resto de criterios numéricos que ayudan a filtrar este valor hasta transformarlo en una cifra que puedan manejar y validar a los científicos. Por ello, el análisis bioinformático es un componente esencial de cualquier laboratorio: la ingente cantidad de datos generados por el trabajo con la secuencia entera de los genomas nos obliga a analizar los datos con ordenadores potentes».
Actualmente, la colaboración entre la UB y el grupo de Zipursky continúa con el fin de reproducir este tipo de rutas regulatorias con otros genes implicados en este proceso biológico.
El objetivo de este trabajo, que cuenta con la participación de la Estación Biológica de Doñana, es comprobar si la melanina es un factor protector contra la radiación y si existen patrones de adaptación a la radioactividad.
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