La metamorfosis de los insectos depende de una cadena corta de ARN

Un trabajo liderado por el Consejo Superior de Investigaciones Científicas (CSIC) revela que la correcta metamorfosis de los insectos depende de un microARN (una cadena muy corta de ARN) de apenas 20 nucleótidos. Se trata de miR-2, que bloquea la producción de una proteína, la Kruppel-h1, que está activa mientras el insecto es aún una larva. Cuando miR-2 bloquea la expresión de Kruppel-h1, que es un represor global de la metamorfosis, se desencadena inmediatamente la metamorfosis. El estudio se publica en la revista Proceedings of the National Academy of Sciences (PNAS).

“Sin miR-2, no se realiza la metamorfosis. Aunque los insectos mudan, en lugar de mudar a una forma de adulto, como correspondería, mudan a otra ninfa o a una forma intermedia entre ninfa y adulto”, aclara Xavier Bellés, investigador del CSIC y director del Instituto de Biología Evolutiva (centro mixto del CSIC y la Universidad Pompeu Fabra). “Se trata –añade- de un elegante mecanismo en el contexto de un proceso biológico complejo, que está protagonizado por un simple microARN”. Este mecanismo, “podría ser general en insectos, e incluso podría extenderse a otros organismos típicamente metamórficos, como los anfibios, lo que abre un nuevo campo de investigación fascinante”.

Los microARN son ARN cortos y de cadena simple que no codifican ninguna proteína y que pueden unirse a los ARNm (ARN mensajero) complementarios que codifican y expresan proteínas. Al acoplarse con esos ARNm, bloquean la expresión de las proteínas, impidiendo su acción. Los microARN constituyen un nivel importante de regulación de la expresión de los genes, que según apuntan los científicos, se está demostrando crucial en un número creciente de procesos biológicos.

Este trabajo es el resultado de seis años de investigación. En 2009, los investigadores eliminaron la expresión de todos los microARN en la cucaracha Blattella germanica mediante el silenciamiento génico de la enzima Dicer-1. Dicha eliminación impidió que se realizase la metamorfosis correcta en los insectos. Eso implicaba que algún microARN debía estar implicado en el inicio de la metamorfosis y, automáticamente, surgieron dos preguntas clave: cuál era ese microARN y cuál la proteína que regulaba. Los científicos descubrieron que el microARN es miR-2 y que la proteína que regula es Kruppel-h1, ya que seguía expresándose en ausencia de microARN aun cuando ya no había apenas hormona juvenil.

“Sabemos que este mecanismo puede extrapolarse a otros insectos hemimetábolos (como langostas, chinches o piojos) pero posiblemente no sea exactamente el mismo en holometábolos (mosquitos, hormigas, avispas). Seguramente serán otros microARN y otros ARNm”, concluye Bellés.