¿Cómo conseguimos todo este moco? Científicos explican que es un truco evolutivo
En los mamíferos, las proteínas llamadas mucinas evolucionaron, una y otra vez, al cooptar proteínas que no son mucinas de una manera sorprendente, dicen investigadores
Estudio
Petar Pajic, estudiante de doctorado en ciencias biológicas de la UB, prepara una muestra de saliva para su separación y análisis.
Desde las babosas que recubren la baba hasta la saliva en la boca, muchos fluidos corporales resbaladizos contienen mucosidad. Entonces, ¿cómo evolucionó esta maravilla de la biología?
En los mamíferos, la respuesta es muchas veces, y a menudo, de manera sorprendente, según un nuevo estudio sobre proteínas llamadas mucinas. Estas moléculas tienen una variedad de funciones, pero como familia, se las conoce como componentes de la mucosidad, donde contribuyen a la consistencia pegajosa de la sustancia.
A través de una comparación de genes de mucina en 49 especies de mamíferos, científicos de la Universidad de Buffalo, EU, identificaron 15 casos en los que las nuevas mucinas parecen haber evolucionado a través de un proceso aditivo que transformó una proteína que no es mucina en una mucina.
Los científicos proponen que cada uno de estos eventos de "mucinización" comenzó con una proteína que no era una mucina. En algún momento, la evolución agregó una nueva sección a esta base sin mucina: una que consiste en una cadena corta de bloques de construcción llamados aminoácidos que están decorados con moléculas de azúcar. Con el tiempo, esta nueva región se duplicó, con múltiples copias añadidas para alargar aún más la proteína, convirtiéndola en una mucina.
Las regiones duplicadas, llamadas "repeticiones", son clave para la función de una mucina, dicen los investigadores de la Universidad de Buffalo (UB) Omer Gokcumen y Stefan Ruhl, los autores principales del estudio, y Petar Pajic, el primer autor.
La investigación se publicó en “Science Advances”.
Los azúcares que recubren estas secciones sobresalen como las cerdas de un cepillo para biberones y otorgan a las mucinas la propiedad viscosa que es vital para muchas tareas importantes que llevan a cabo estas proteínas.
“No creo que se supiera previamente que la función de la proteína puede evolucionar de esta manera, a partir de una proteína que gana secuencias repetidas. Una proteína que no es una mucina se convierte en una mucina simplemente al obtener repeticiones. Esta es una forma importante en que la evolución hace moco. Es un truco evolutivo, y ahora documentamos que esto sucede una y otra vez”, dice Gokcumen, PhD, profesor asociado de ciencias biológicas en la Facultad de Artes y Ciencias de la UB.
“Las repeticiones que vemos en las mucinas se denominan 'repeticiones PTS' por su alto contenido de los aminoácidos prolina, treonina y serina, y ayudan a las mucinas en sus funciones biológicas importantes que van desde lubricar y proteger las superficies de los tejidos hasta ayudar a que nuestros alimentos sean resbaladizos para que podamos tragarlo”, dice Stefan Ruhl, decano interino de la Facultad de Medicina Dental de la UB y profesor de biología oral. “Los microbios beneficiosos han evolucionado para vivir en superficies recubiertas de mucosidad, mientras que la mucosidad puede actuar al mismo tiempo como una barrera protectora y defenderse de enfermedades al protegernos de intrusos patógenos no deseados”.
“No mucha gente sabe que la primera mucina que se purificó y caracterizó bioquímicamente provino de una glándula salival”, agrega Ruhl. “Mi laboratorio ha estado estudiando las mucinas en la saliva durante los últimos 30 años, principalmente porque protegen los dientes de las caries y porque ayudan a equilibrar la microbiota en la cavidad oral”.
“Creo que este documento es realmente interesante”, dice Gokcumen. “Es uno de esos momentos en los que tuvimos suerte. Estábamos estudiando la saliva, y luego encontramos algo interesante y genial, y decidimos investigarlo”.
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