Los científicos dicen que Sea Worm puede tener superpoderes

• 18 enero 2018

Los investigadores descubrieron que un gusano tubular de pergamino, el invertebrado marino Chaetopterus sp. - que también es conocido por su bioluminiscencia - es capaz de producir una proteína importante que se encuentra en casi todos los organismos vivos, la ferritina, ocho veces más eficientemente que los humanos.

"Nos sorprendió descubrir que a pesar de que la ferritina del gusano tubular es muy similar a la ferritina humana, supera mucho a la variante humana", dijo el científico investigador de Scripps Dimitri Deheyn, el investigador principal del estudio, que se publicó en Biochemical Journal. . "Existen importantes implicaciones de la investigación biotecnológica para este hallazgo, en particular para muchos laboratorios que desarrollan aplicaciones de ferritina".

Los científicos dicen que el descubrimiento tiene implicaciones importantes para la salud humana para la investigación biomédica porque la ferritina es fundamental para el almacenamiento de hierro y el metabolismo del hierro en los seres humanos, ayudando a equilibrar el hierro en la sangre. Por lo tanto, la ferritina es una proteína esencial para las personas con deficiencia de hierro y problemas generales del metabolismo del hierro. Este descubrimiento puede ser una nueva herramienta en la investigación futura de la ferritina para su uso en pacientes, gracias a su biocompatibilidad y capacidad para transportar, proteger y administrar pequeñas moléculas como medicamento a objetivos específicos.

El gusano tubular es penetrante en los fondos marinos fangosos cercanos a la costa. El utilizado en este estudio es común en todo San Diego y el sur de California, sin embargo, se pueden encontrar diferentes variaciones del gusano tubular en las zonas costeras templadas de todo el mundo. Considerado una especie invasora que normalmente vive en un tubo que se acumula en el barro, el gusano y su revestimiento tubular también están siendo estudiados por investigadores en el laboratorio de Deheyn para analizar aún más su resistencia al calor.

El laboratorio de Deheyn ha estudiado durante mucho tiempo el gusano tubular de pergamino, principalmente por sus capacidades bioluminiscentes. La especie puede mantener su luz azul encendida durante horas, y algunas veces días, mucho más que la mayoría de los organismos bioluminiscentes que normalmente se iluminan solo durante milisegundos o segundos. Se ha sugerido que la ferritina en el moco del gusano permitía la producción de luz sostenida, según un estudio publicado en 2016 en Scientific Reports por el investigador postdoctoral de Scripps, Renu Rawat.

Debido al efecto estimulante de la luz, los investigadores consideraron de interés la presencia de ferritina en el moco para comprender mejor su papel en este patrón inusual de producción de luz en el gusano tubular.

"El vínculo con la bioluminiscencia es increíblemente importante, y recién estamos comenzando a entender cómo la ferritina influye en la bioluminiscencia y por qué la ferritina funciona mucho más rápido en este organismo", dijo Evelien De Meulenaere, investigadora postdoctoral de Scripps y coautora del estudio. las propiedades únicas de este gusano tubular durante más de tres años.

De Meulenaere describió que la ferritina tiene la forma de una pelota de fútbol, ​​con aberturas que retoman el hierro cuando está disponible, lo almacena y lo libera cuando es necesario. Esa estructura específica permite un amplio rango en aplicaciones, desde médicas hasta ambientales. Podría ayudar a dirigir la liberación del medicamento, funcionar como un agente de contraste seguro y, al mismo tiempo, utilizarse para el tratamiento del agua mediante la recolección selectiva y el almacenamiento de contaminantes.

En su investigación, De Meulenaere probó dos enfoques diferentes para medir la respuesta enzimática, cubriendo diferentes escalas de tiempo. Ambos enfoques compararon las reacciones de la ferritina de gusano con la ferritina humana. En el primer enfoque, se añadió hierro a los tubos de reacción que contenían las ferritinas respectivas, después de lo cual se midió la cantidad restante de hierro ferroso dejado en solución a lo largo del tiempo (1-2 horas). El segundo analizó en una escala de milisegundos la cantidad de óxido de hierro que se creó en el interior de la ferritina, indicado por la generación de coloración "oxidada" del tubo. Ambos enfoques determinaron que la ferritina de gusano convertía el hierro significativamente más rápido.

Este estudio fue financiado por la Oficina de Investigación Científica de la Fuerza Aérea (no. FA9550-17-0189), que está interesada en aprender más sobre las propiedades bioluminiscentes únicas del gusano, los rendimientos sobresalientes de la ferritina de gusano y las propiedades resilientes. del encastre tubular, dentro de un marco más amplio que estudia los sistemas biomiméticos.