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Identifican el mecanismo que determina el tamaño final de los insectos

Identifican el mecanismo que determina el tamaño final de los insectos

Un equipo de investigación del Instituto de Biología Evolutiva (IBE) ha descubierto un mecanismo clave en la determinación del tamaño adulto de los insectos después de la metamorfosis.

El estudio revela cómo se regula la producción de las hormonas esteroideas, responsables de iniciar la metamorfosis en el organismo modelo Drosophila melanogaster.

Publicada en la revista Current Biology, la investigación podría ayudar a comprender mejor los mecanismos moleculares que desencadenan la pubertad.

15.04.2020

 

Un equipo de investigación del Instituto de Biología Evolutiva (IBE), un centro mixto de la Universidad Pompeu Fabra (UPF) y del Consejo Superior de Investigaciones Científicas (CSIC), ha identificado el mecanismo clave que regula el tamaño final de los insectos. Hasta ahora, se sabía que el nivel de hormonas esteroideas durante el desarrollo es uno de los factores más importantes que determinan el tamaño final de muchos animales, incluyendo los humanos, pero se desconocía el mecanismo de regulación. Ahora este estudio publicado en la revista Current Biology revela el principal sistema de regulación de la producción de las hormonas esteroideas en el organismo modelo Drosophila melanogaster. El mecanismo identificado podría ayudar a comprender mejor por qué los diferentes animales tienen tamaños diferentes y también como se establece el inicio de la pubertad.

El tamaño final de los animales es determinado por factores internos, como la información genética o los niveles de algunas hormonas, y externos, como la nutrición o la temperatura. Hasta ahora, se sabía que las hormonas esteroideas, una familia de moléculas generadas a partir del colesterol en las gónadas y glándulas suprarrenales, promueven la finalización del periodo de crecimiento mediante el desarrollo de los caracteres adultos en muchos animales - incluyendo los humanos. En los insectos, esta familia de hormonas desencadena la metamorfosis, el proceso que permite la formación de los órganos de la forma adulta. Sin embargo, se desconocían los mecanismos moleculares que regulan la síntesis de estas hormonas.

Ahora, un equipo de investigación del IBE ha identificado el mecanismo que regula las hormonas esteroideas en el organismo modelo Drosophila melanogaster, comúnmente conocido como mosca del vinagre. "Hasta ahora, solo se habían identificado señales que modulaban la producción de estas hormonas, en cambio nuestro estudio ha demostrado que la vía de señalización de EGF (acrónimo del inglés Epidermal Growth Factor, un factor de crecimiento y proliferación celular muy conservado en animales) es la más importante para la producción y secreción de estas hormonas", comenta Xavier Franch, co-investigador principal del grupo "laboratorio de Evolución y Desarrollo" del IBE y co-responsable del estudio. "Hemos visto que moscas modificadas genéticamente que no activan esta vía en la glándula protorácica, el tejido específico que sintetiza estas hormonas, no pueden iniciar la metamorfosis y por tanto siguen creciendo en un estadio juvenil. En cambio, moscas que tienen esta vía sobre-activada entran en la metamorfosis prematuramente, produciendo individuos más pequeños de la cuenta", añade la investigadora postdoctoral Josefa Cruz, parte del equipo y primera autora del estudio.

La investigación, que arroja luz sobre los mecanismos que controlan el tamaño de los insectos, abre la puerta a comprender mejor por qué los diferentes animales tienen medidas diferentes. En los seres humanos, las hormonas esteroideas determinan el momento de inicio de la pubertad y el tamaño final del individuo. Descifrar la regulación de estas hormonas permitiría entender mejor como se establece el inicio de la adolescencia, así como el diseño de fármacos para tratar la pubertad prematura. "Cada vez se detectan más casos de pubertad prematura asociadas a la obesidad, sobretodo en chicas, que provoca una parada del crecimiento y consecuentemente una disminución de su estatura cuando llegan a la edad adulta. "Teniendo en cuenta que la vía de señalización de EGF está conservada también en humanos, sería interesante estudiar si esta regulación que hemos descrito en insectos se encuentra conservada en humanos", comenta David Martín, co-investigador principal del mismo grupo y co-responsable del estudio.


El estudio ha sido financiado por el MINECO y la Generalitat de Cataluña.

 

Artículo de referencia: Josefa Cruz, David Martín and Xavier Franch-Marro; Egfr signaling is a major regulator of ecdysone biosynthesis in the Drosophila Prothoracic Gland. Current Biology, 2020. DOI: 10.1016/j.cub.2020.01.092

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