El gen que permite a los humanos sentir el tacto puede desempeñar un papel en el sentido del olfato
Crédito: Pixabay/CC0 Dominio público
¿Puedes oler esas rosas? Existe una posibilidad real de que el gen que te ayuda a experimentar su fragancia celestial también te ayude a sentir el pinchazo de sus espinas.
Investigadores de la SMU (Universidad Metodista del Sur) han determinado que un gen relacionado con la sensación del tacto puede funcionar como un gen olfativo. Esa es la conclusión extraída del estudio de un gusano muy pequeño y transparente que comparte muchas similitudes con el sistema nervioso humano.
«Este gen se identificó previamente como un objetivo terapéutico potencial para el dolor crónico. Ahora que sabemos que el gen también está involucrado en el olfato, podría presentar una oportunidad para tratar o comprender los defectos del olfato, como el misteriosa pérdida del olfato que muchos pacientes con COVID-19 han informado», dijo Adam D. Norris de SMU, coautor de un estudio publicado en la revista Nucleic Acids Research.
Norris es el asistente de Floyd B. James Profesor del Departamento de Ciencias Biológicas de la SMU. Trabajó con los estudiantes graduados de SMU Xiaoyu Liang y Canyon Calovich-Benne, quienes son los autores principales del estudio. Ambos están estudiando para obtener un doctorado. en Ciencias Biológicas.
El tacto es uno de los sentidos más importantes del cuerpo humano, pero todavía hay muchas cosas que no entendemos, dice Norris.
Los científicos saben que cuando tocamos algo, nuestro sistema nervioso toma la información mecánica que recibe de los receptores táctiles en nuestra piel y la convierte en señales eléctricas para el cerebro. Esto se conoce como mecanosensación y es lo que le permite al cerebro decirnos una variedad de cosas sobre ese toque, como si el objeto que tocamos estaba caliente o frío o, en el caso de las espinas de una rosa, afilado.
Pero el La mecánica exacta de «lo que sucede debajo del capó» durante esta respuesta eléctrica al tacto es poco conocida, porque el sistema nervioso humano es muy complejo.
- Adam Norris, profesor asistente Floyd B. James en el Departamento de Ciencias Biológicas de SMU, y graduado los estudiantes Xiaoyu Liang y Canyon Calovich-Benne han determinado que un gen relacionado con la sensación del tacto puede funcionar como un gen olfativo. Crédito: SMU (Universidad Metodista del Sur), Hillsman S. Jackson
- Adam Norris, profesor asistente Floyd B. James en el Departamento de Ciencias Biológicas de SMU . Crédito: SMU (Universidad Metodista del Sur), Hillsman S. Jackson
¿Qué pueden decirnos los gusanos sobre los sentidos humanos?
Los científicos estudian con frecuencia el sistema nervioso del gusano Caenorhabditis elegans porque es una especie mucho más simple. Este gusano tiene 302 células nerviosas en su sistema nervioso en comparación con los miles de millones de células nerviosas que se encuentran en el cerebro humano, sin embargo, muchos de los genes que crean estas neuronas en C. elegans tienen contrapartes funcionales en los humanos.
El equipo de investigación de SMU comenzó con el conocimiento establecido de que un gen llamado mec-2 era crucial para activar las neuronas táctiles en C. elegans. Sin embargo, lo que descubrió el equipo de investigación de SMU es que activar el tacto no es su única función.
«Además de activar y desactivar los genes, otra forma de controlar la función de una neurona es generar versiones diferentes (pero funcionalmente similares) de un solo gen llamado isoformas. Buscamos diferentes neuronas que contienen diferentes isoformas de genes importantes», dijo Norris. «Esto nos llevó al descubrimiento fundamental descrito en este artículo, que es que diferentes isoformas de un solo gen (mec-2) funcionan para permitir tanto la mecanosensación como el olfato».
Específicamente, aprendieron que el mec La isoforma -2 responsable de la mecanosensación requiere que se active la actividad de un gen llamado mec-8, explicó Norris. Las neuronas tienen la capacidad de expresar múltiples genes dentro de ellas. Aquellos que expresan el gen mec-8 producen la isoforma olfativa de mec-2 en su lugar.
«Mec-8 se asegura de que mec-2 se produzca en la isoforma mecanosensorial», dijo.
Sin él, los genes mec-2 producen isoformas que son necesarias para el olfato en C. elegans, según descubrieron los investigadores de SMU utilizando técnicas de vanguardia llamadas «secuenciación profunda de células individuales».
«La secuenciación de una sola célula permite a los investigadores observar todos los genes activados en una sola célula. La secuenciación profunda de una sola célula les permite ver la totalidad de cada gen, en lugar de solo un pequeño fragmento del final del gen», explicó Norris. «Juntos, la secuenciación profunda de una sola célula revela todos los genes y todas las isoformas de esos genes expresados en una sola célula.
«Nuestro uso de esta tecnología nos permitió determinar las isoformas en neuronas sensoriales individuales con una precisión sin precedentes. sensibilidad, lo que lleva directamente a estos descubrimientos», dijo.
¿Podría esto conducir a un fármaco terapéutico para tratar la pérdida del olfato?
Ahora que conocen el papel de mec-2 en el sentido del olfato, el próximo paso de Norris Lab es investigar si un gen humano llamado estomatina puede hacer lo mismo.
El gen mec-2 se encuentra en gusanos, no en humanos. Pero la estomatina es un gen producido por humanos y se ha demostrado que es muy similar a mec-2 con respecto a la sensación del tacto en humanos.
Si se descubre que eso también es cierto para el olfato, Norris dijo que tal vez métodos similares que se están estudiando actualmente para tratar el dolor crónico también podría usarse para tratar la pérdida del olfato en personas que han tenido COVID-19.
Los medicamentos terapéuticos funcionan identificando un mol blanco ecular que juega un papel en un efecto biológico negativo. Una vez que se identifica ese objetivo, el siguiente paso es encontrar una clave química que pueda unirse al objetivo y modificar su comportamiento, para que no cree su efecto negativo habitual. Entonces se puede crear un fármaco terapéutico utilizando esta clave química. En el caso de la investigación del equipo de Norris, los científicos quieren ver si pueden modificar potencialmente mec-2 en gusanos y eventualmente estomatina en humanos para que puedan aumentar o disminuir ciertos sentidos.
«La idea en ensayos preclínicos es reducir la sensibilidad de las neuronas mecanosensoriales sin obstruir los propios canales sensoriales al modular la actividad de mec-2 para aliviar el dolor crónico», dijo Norris. «Al hacerlo, quizás mec-2 pueda usarse como un ‘termostato sensorial’ para aumentar o disminuir la actividad sensorial».
Norris enfatizó, sin embargo, que esta teoría necesita más investigación.
«Hasta ahora se han realizado experimentos en C. elegans y ratones que concuerdan entre sí. Es natural formular hipótesis que resultados similares se mantendrán en humanos», dijo. «Pero eso necesita ser probado».
Explore más
Los investigadores exploran los orígenes de la diversidad neuronal Más información: Xiaoyu Liang et al, Los transcriptomas de neuronas sensoriales revelan una función compleja específica de neuronas y la regulación del empalme de mec-2/Stomatin, Nucleic Investigación de ácidos (2021). DOI: 10.1093/nar/gkab1134 Información de la revista: Investigación de ácidos nucleicos
Proporcionado por la Universidad Metodista del Sur Cita: El gen que permite a los humanos sentir el tacto puede desempeñar un papel en el sentido of olfato (2022, 23 de febrero) recuperado el 29 de agosto de 2022 de https://medicalxpress.com/news/2022-02-gene-humans-role.html Este documento está sujeto a derechos de autor. Aparte de cualquier trato justo con fines de estudio o investigación privados, ninguna parte puede reproducirse sin el permiso por escrito. El contenido se proporciona únicamente con fines informativos.