Trucos moleculares revelan 10.000 proteínas en moscas de la fruta

Como la mayoría de las proteínas en la mosca están presentes en los seres humanos, la comprensión del papel molecular de una proteína en las moscas pueden ser el primer paso hacia una terapia contra una variedad de enfermedades humanas que a menudo son causadas por el comportamiento aberreante de proteínas.

Un consorcio de científicos de la Institutos Max Planck de Bioquímica en Martinsried y Biología Molecular Celular y Genética en Dresde, y el Centro Nacional de Ciencias Biológicas (BCN) en Bangalore han alcanzado un hito hacia la comprensión de la función de estas proteínas mediante el uso de la mosca de la fruta.

El cuerpo humano está construido por muchos cientos de diferentes tipos de células; cada uno tiene una función muy particular en el cuerpo. Los glóbulos rojos transportan oxígeno, las células nerviosas intercambian señales y las células musculares generan fuerzas mecánicas. La mayoría de las funciones celulares se produce por la acción de 20.000-25.000 proteínas codificadas en el genoma humano.

Aunque la secuenciación y anotación del genoma humano se completó en 2004, hasta la fecha la función de muchos miles de estas proteínas sigue siendo un misterio. A menudo se desconoce qué tipos de células producen qué clase de proteínas, y en particular donde se encuentran estas proteínas en las células. ¿Se encuentran en el núcleo o dentro de vesículas membranosas, que están dentro de las dendritas neuronales o sinapsis, o están dentro de la maquinaria contráctil de los músculos?

La localización de la proteína es una pieza importante de información, ya que es el primer paso hacia la identificación de una función molecular de una proteína.

LAS PROTEÍNAS DE UNA MOSCA

Desentrañar la función de una proteína con frecuencia se inicia en simples organismos modelo tales como gusanos o moscas. Como los humanos, las moscas de la fruta tienen músculos, neuronas, ovocitos, espermatozoides, y muchos otros tipos de células esenciales. El genoma de la mosca contiene unos 13.000 genes codificadores de proteínas, que son responsables de la construcción y el mantenimiento de todos los órganos de la mosca, informa el Instituto Mas Planck.

Es importante destacar que muchas de estas proteínas son muy similares a las proteínas humanas, por lo tanto el estudio de una proteína en las moscas nos enseñará sobre su papel en el cuerpo humano.

Para impulsar estos estudios de proteínas a un nivel sistemático, grupos encabezados por Frank Schnorrer del Instituto Max-Planck de Martinsried, Pavel Tomancak y Mihail Sarov en el Instituto Max-Planck en Dresde y K VijayRaghavan en Bangalore han generado un gran recurso para la visualización de las proteínas en Drosophila melanogaster.

Mediante el uso de trucos de biología molecular moderna, los científicos han fijado una etiqueta de la proteína fluorescente verde (GFP) a 10.000 de estos genes de codificación de proteínas en el tubo de ensayo. Cada gen etiquetado puede entonces ser re-introducido en el genoma de la mosca como un "transgén", creando el 'Transgenoma' de la mosca de la fruta. "Juntos, hemos generado hasta el momento 880 cepas de moscas diferentes, cada uno de los cuales expresa una proteína diferente marcada con fluorescencia", explica Frank Schnorrer". Estas proteínas pueden ser observadas por microscopía de fluorescencia de vídeo en varios tipos de células de mosca de la fruta en desarrollo".

En más de 200 proteínas, los científicos documentaron dónde se encontraban durante el desarrollo de la mosca, a partir de un ovocito que se desarrolla en un embrión y, finalmente, en la mosca madura. El grupo de Tomancak utiliza la denominada microscopía de luz de hoja para filmar cómo las proteínas surgen en las células del embrión durante el primer día de su desarrollo, y el de Schnorrer para estudiar la localización de las proteínas en los músculos. Al igual que en los músculos esqueléticos humanos, los músculos de la mosca contienen complejas mini-máquinas llamadas sarcómeros que producen las fuerzas mecánicas que permiten movimientos de los animales.

"Hemos visto hasta ahora sólo 200 de estas líneas transgénicas. El reto futuro radica en la formación de imágenes de forma sistemática para la localización de estas proteínas en muchos tejidos de moscas y esto se logra mejor mediante la participación de la comunidad de investigación de gran alcance Drosophila" predice Pavel Tomancak. El recurso tendrá impacto enorme en la comprensión no sólo de la biología de la mosca, sino también en la comprensión de la función de las proteínas en los diferentes tipos de células humanas".