Factores de transcripción que regulan el desarrollo de órganos luminosos y bioluminiscencia en la luciérnaga identificados

8 de marzo de 2024

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por Bob Yirka, Phys.org

Dos bioinvestigadores, uno de la Universidad Agrícola de Huazhong y el otro del Centro de Investigación de Conservación de Luciérnagas, ambos en China, han identificado los principales factores de transcripción que regulan el desarrollo de órganos luminosos y bioluminiscencia en la luciérnaga.

En su estudio, reportado en la revista Nature Communications, Xinhua Fu y Xinlei Zhu modificaron los genes de la luciérnaga para aprender más sobre cómo regulan las funciones de sus órganos luminosos.

Las luciérnagas son una familia de escarabajos de cuerpo blando conocidos por sus órganos luminosos. Investigaciones previas han demostrado que antes de alcanzar su etapa adulta, cuando pueden brillar y volar, las luciérnagas pasan por una etapa larval, cuando viven en el agua como gusanos brillantes. Hay más de 2.000 especies de luciérnagas, algunas de las cuales no son bioluminiscentes.

En este nuevo esfuerzo, los investigadores se enfocaron en Aquatica leii, una especie que vive en arrozales en China. Querían saber cómo las larvas de luciérnagas pueden cambiar sus órganos luminosos a una estructura diferente a medida que maduran en adultos, pasando de órganos protectores como larvas a linternas luminosas como adultos. También querían saber cómo los escarabajos controlan sus linternas; investigaciones previas han demostrado que pueden encenderlas y apagarlas a voluntad.

Como adultos, las linternas se utilizan como parte de un ritual de apareamiento; tanto los machos como las hembras brillan. Las investigaciones han demostrado que la linterna se enciende debido a una reacción química (cuando la molécula de luciferina reacciona con oxígeno) de alguna manera instigada por la luciérnaga. Para encontrar sus respuestas, los investigadores realizaron un análisis genómico de la luciérnaga.

Se centraron en ocho genes particulares de homeobox (que regulan características anatómicas durante el desarrollo embrionario), sospechando que podrían explicar cómo el escarabajo puede cambiar tan drásticamente su órgano de linterna.

Encontraron que el factor de transcripción AlABD-B jugaba un papel importante en el desarrollo del órgano luminoso. También interactuaba con otro factor de transcripción llamado AlUNC-4. También descubrieron que los dos factores de transcripción trabajando juntos eran capaces de activar el gen AlLuc1, que también participa en la producción de luciferasa luminosa. También identificaron otros tres genes implicados en el proceso: AlAp2, AlRepo y ALAntp.

Los investigadores planean continuar su trabajo, con la esperanza de encontrar los medios por los cuales el escarabajo es capaz de convertir un órgano importante tan rápido y drásticamente mientras pasa de larva a luciérnaga adulta.

Información del diario: Nature Communications

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