{"id":153039,"date":"2014-06-16T03:10:23","date_gmt":"2014-06-16T06:10:23","guid":{"rendered":"http:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/?p=153039"},"modified":"2016-01-06T18:16:13","modified_gmt":"2016-01-06T20:16:13","slug":"los-alcances-del-olfato","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/es\/los-alcances-del-olfato\/","title":{"rendered":"Los alcances del olfato"},"content":{"rendered":"
\"Proyecciones

Steve Gschmeissner\/ Science Photo Library<\/span>Proyecciones de neuronas detectan los olores en el fondo de la narizSteve Gschmeissner\/ Science Photo Library<\/span><\/p><\/div>\n

Exuberantes tonos de frutas y flores, particularmente de violetas; car\u00e1cter vegetal y levemente picante con aroma de bosques; levemente frutado, con notas minerales terrosas, asociadas con matices arom\u00e1ticos de cuero y chocolate. Algunas de las descripciones de los expertos en vinos parecen un ejercicio estrafalario de la imaginaci\u00f3n, pero tambi\u00e9n son testimonio de un fino olfato. La manera por la cual este sentido logra detectar tales sutilezas no se queda atr\u00e1s en extravagancia. La organizaci\u00f3n tridimensional del material gen\u00e9tico parece ser responsable de la singular capacidad de cada neurona olfativa para producir tan s\u00f3lo un tipo de receptor para las mol\u00e9culas odorantes, de acuerdo con un estudio reciente realizado por la bioqu\u00edmica Bettina Malnic, del Instituto de Qu\u00edmica de la Universidad de S\u00e3o Paulo (IQ-USP). \u201cEl ADN gen\u00f3mico no se encuentra distribuido al azar dentro de la c\u00e9lula como un pu\u00f1ado de fideos en un plato de sopa\u201d, compara la investigadora. Al igual que estudios realizados en las \u00faltimas d\u00e9cadas, esta novedad deja en claro que el funcionamiento del olfato es a\u00fan m\u00e1s complejo que aquello que se desprende de las descripciones de los sumilleres, y para entenderlo tambi\u00e9n se hace necesario pensarlo fuera de la norma.<\/span><\/p>\n

Las neuronas olfativas poseen una particularidad con respecto al resto de las c\u00e9lulas del cuerpo, que tienen tienen en su superficie una gran diversidad de receptores capaces de reconocer mol\u00e9culas en su entorno. Entre los aproximadamente mil genes que, en los ratones, albergan el c\u00f3digo para receptores de aromas (en los seres humanos son alrededor de 400), tan s\u00f3lo uno se encuentra activo en una determinada neurona. Es m\u00e1s: solamente una de las dos copias del gen, o alelos, se encuentra activa. Tal especializaci\u00f3n resulta esencial para la construcci\u00f3n de un mapa de los olores en el cerebro, ya que todas las neuronas que tienen su superficie salpicada por un determinado tipo de receptor env\u00edan proyecciones hacia una misma regi\u00f3n del cerebro, que reconocer\u00e1 el aroma correspondiente. Por esta raz\u00f3n, el complejo buqu\u00e9 de una copa de vino activa una serie de receptores diferentes que, a su vez, alcanzan diversas \u00e1reas especializadas en el cerebro. Ese mapeo del olfato en t\u00e9rminos de receptores y de c\u00f3mo se organiza la recepci\u00f3n en el cerebro hizo acreedores al Premio Nobel de Fisiolog\u00eda o Medicina a los estadounidenses Linda Buck y Richard Axel en 2004, y es de lo que viene ocup\u00e1ndose Malnic a lo largo de su carrera.<\/p>\n

Hace algunos a\u00f1os, ella descubri\u00f3 que las mol\u00e9culas odorantes se encajan con m\u00e1s de un receptor, aunque \u00e9stos son muy espec\u00edficos (lea en <\/i>Pesquisa FAPESP, edici\u00f3n n\u00ba 155<\/i><\/a>). Son mol\u00e9culas con varias puntas, cada una de ellas con un encaje diferente. Al conectarse con m\u00e1s de una neurona, cada mol\u00e9cula arom\u00e1tica posee la capacidad de activar m\u00e1s de un \u00e1rea del cerebro. Ese c\u00f3digo complejo es lo que permite que se detecte un amplio repertorio arom\u00e1tico, mediante la acci\u00f3n combinada de varios receptores.<\/p>\n

Para los seres humanos, que no se caracterizan por su buen olfato, se cree que este repertorio ser\u00eda del orden de los 10 mil olores. No obstante, recientemente, un estudio de investigadores de la Universidad Rockefeller, en Estados Unidos, increment\u00f3 bastante esa estimaci\u00f3n. Los cient\u00edficos estadounidenses elaboraron una serie de mezclas con 10, 20 \u00f3 30 componentes a partir de una lista con 128 mol\u00e9culas odorantes, y testearon la capacidad de voluntarios con un olfato entrenado para distinguir entre ellas, seg\u00fan se lee en un art\u00edculo publicado en marzo en la revista Science<\/i>. Con base en esos resultados, una serie de c\u00e1lculos elev\u00f3 la cifra a 1 bill\u00f3n de est\u00edmulos olfativos. Malnic no cree que ese n\u00famero deba tomarse en forma muy literal, pero resulta importante, porque es much\u00edsimo m\u00e1s alto que la estimaci\u00f3n anterior. \u201cRefuta la noci\u00f3n de que el olfato no es importante para los seres humanos\u201d, reflexiona la brasile\u00f1a.<\/p>\n

Pero lo que hasta ahora no se conoc\u00eda era el mecanismo anulatorio de los genes que quedan inactivos en cada una de las neuronas que emiten proyecciones hacia la superficie del epitelio en el fondo de la nariz. \u201cTratamos de entender c\u00f3mo es que la neurona olfativa realiza la haza\u00f1a de tener s\u00f3lo la expresi\u00f3n de una de las dos copias de un \u00fanico gen, en forma tan eficiente\u201d. Para comprender la regulaci\u00f3n de los genes responsables de la construcci\u00f3n de los receptores para las mol\u00e9culas arom\u00e1ticas, Malnic analiza el n\u00facleo de las neuronas como una estructura en la que el material gen\u00e9tico cuenta con una organizaci\u00f3n espacial precisa. \u201cEl n\u00facleo no es una sopa con todos sus componentes revueltos: posee compartimientos, como si en cada sala se llevase a cabo una funci\u00f3n distinta\u201d, explica.<\/p>\n

\"En

Bettina Malnic\/ USP<\/span>En el epitelio nasal del rat\u00f3n transg\u00e9nico, las neuronas donde el gen P2 se encuentra activo aparecen en color verde fluorescenteBettina Malnic\/ USP<\/span><\/p><\/div>\n

Arquitectura
\n<\/b>En su trabajo con c\u00e9lulas de ratones, el grupo de la USP utiliz\u00f3 una t\u00e9cnica a la que se conoce como 3D inmuno-ADN FISH, que permite localizar dentro del n\u00facleo a los genes receptores olfativos. \u201cEs como si dividi\u00e9ramos al n\u00facleo en rebanadas, que podemos juntar para obtener una imagen tridimensional\u201d, explica Malnic. El trabajo, que fue publicado en febrero de este a\u00f1o en la PNAS<\/i>, fue realizado en gran parte por la bi\u00f3loga Lucia Armelin-Correa, durante su posdoctorado en el laboratorio de Malnic. La investigadora utiliz\u00f3 un microscopio de alta resoluci\u00f3n para visualizar las estructuras del n\u00facleo de las neuronas. Lo que observ\u00f3 fue una organizaci\u00f3n inesperada de regiones en las cuales el ADN se encuentra ovillado en forma m\u00e1s compacta \u2012la heterocromatina\u2012, donde el funcionamiento de los genes est\u00e1 inhibido, y de \u00e1reas activas \u2012la eurocromatina\u2012, donde el material gen\u00e9tico cuenta con un mayor espacio f\u00edsico para sus reacciones bioqu\u00edmicas. Armelin-Correa, Malnic y otros integrantes del laboratorio detectaron una particularidad en las neuronas olfativas: la heterocromatina se encuentra condensada en una esfera junto al centro del n\u00facleo, y no en varios puntos menores y perif\u00e9ricos, tal como ocurre en otros tipos de c\u00e9lulas.<\/p>\n

Este resultado resulta compatible con lo que observ\u00f3 el grupo del griego Stavros Lomvardas, de la Universidad de California en San Francisco (UCSF), tal como se desprende de un art\u00edculo publicado al final de 2012 en la revista Cell<\/i>. Seg\u00fan el grupo estadounidense, al que Malnic considera un buen competidor, ese paisaje tridimensional donde los genes y las secuencias de regulaci\u00f3n se encuentran a veces escondidos, y otras, expuestos, seg\u00fan el tipo de c\u00e9lula, podr\u00eda ser esencial para determinar las caracter\u00edsticas espec\u00edficas de cada tejido.<\/p>\n

Mediante una sonda fluorescente que reconoce todos los genes que codifican a los receptores olfativos, el equipo de Lomvardas demostr\u00f3 en forma global que esos conjuntos moleculares se encuentran aglutinados en el compartimiento que reprime la actividad, la heterocromatina. El grupo de Malnic efectu\u00f3 un an\u00e1lisis m\u00e1s minucioso e investig\u00f3 cu\u00e1les son las estructuras nucleares que se encuentran asociadas con cuatro regiones del ADN con genes para receptores olfativos, ubicadas en tres cromosomas diferentes. \u201cPara los cuatro genes, notamos que en gran parte de los n\u00facleos hab\u00eda un alelo junto a la heterocromatina y otro no\u201d, comenta Malnic. Como control, los investigadores monitorearon tambi\u00e9n el gen de una prote\u00edna olfativa que se encuentra siempre activo: \u00e9ste estaba asociado a la heterocromatina tan s\u00f3lo en un 20% de los n\u00facleos analizados. La bioqu\u00edmica de la USP todav\u00eda se expresa con cautela, pero cree que los resultados podr\u00edan explicar la desactivaci\u00f3n sistem\u00e1tica de uno de los alelos de los genes para receptores de olores.<\/p>\n

Un resultado intrigante fue que alrededor del 45% de las marcas fluorescentes para uno de los genes estaban asociadas a la heterocromatina, y tan s\u00f3lo otro 17% a la eurocromatina, donde deber\u00edan estar los alelos activos. Era una se\u00f1al de que una parte de ellos deber\u00eda hallarse asociada con alguna otra estructura.<\/p>\n

\"\"Infograf\u00eda: Ana Paula Campos \/\u2002Ilustraci\u00f3n: Priscila Menegasso<\/span><\/a>Al investigar m\u00e1s a fondo, el equipo de Malnic observ\u00f3 que es necesario analizar dos tipos de heterocromatina para localizar a las dos copias de cada gen. La heterocromatina constitutiva, concentrada en el meollo del n\u00facleo, alberga al menos a uno de los alelos en gran parte de las c\u00e9lulas. El otro, generalmente se encuentra localizado junto a la heterocromatina facultativa, que en las neuronas del olfato tambi\u00e9n est\u00e1 concentrada en un sector central del n\u00facleo, formando una especie de sombrero alrededor de la constitutiva. Seg\u00fan cu\u00e1l sea el gen estudiado, en un 60% o un 73% de los n\u00facleos analizados, al menos uno de los dos alelos se hallaba asociado a la heterocromatina facultativa. Tal como su nombre lo indica, esa estructura puede descondensarse y modificar sus propiedades, de manera tal que los alelos contenidos en ella tendr\u00edan la posibilidad de quedar liberados para actuar. \u201cEl mecanismo de esa represi\u00f3n tan el\u00e1stica a\u00fan no se ha estudiado suficientemente\u201d, explica Malnic, quien cree que los dos tipos de heterocromatina trabajan en conjunto para regular la expresi\u00f3n g\u00e9nica de los receptores de olores. \u201cEl modelo de distribuci\u00f3n de los dos tipos de heterocromatina indica que ah\u00ed est\u00e1 sucediendo algo importante\u201d.<\/p>\n

Hasta ahora, el trabajo ha respondido algunas preguntas y ha generado muchas otras, con la posibilidad de ampliar el enfoque al genoma completo. Mientras tanto, el estudio ha revelado que la organizaci\u00f3n de las heterocromatinas y de la eurocromatina puede ser diferente para cada tipo de c\u00e9lula, con un impacto importante en la actividad gen\u00e9tica. \u201cLas analog\u00edas entre los genes pueden variar seg\u00fan el tejido en cuesti\u00f3n\u201d, dice Malnic. Con la ayuda de esas estructuras nucleares, el ADN puede ovillarse de manera tal que los genes que se hallaban muy alejados, cuando se considera la cadena extendida, acaben juntos y pudiendo funcionar en sinton\u00eda, e influir uno en otro a trav\u00e9s de las mol\u00e9culas que producen.<\/p>\n

\u201cEl olfato es un modelo\u201d, advierte la bioqu\u00edmica. A su juicio, las neuronas olfativas son convenientes para este tipo de estudios, debido a su sistema de inactivaci\u00f3n de los genes. Ella conf\u00eda en que lo que han descubierto sirva de ayuda para comprender la regulaci\u00f3n del material gen\u00e9tico en otros tipos de c\u00e9lulas.<\/p>\n

Proyectos<\/strong>
\n1.<\/strong> Los mecanismos moleculares del olfato (n\u00ba 2011\/51604-8<\/a>); Modalidad<\/b> Proyecto Tem\u00e1tico; Investigadora responsable<\/b> Bettina Malnic (IQ-USP); Inversi\u00f3n<\/b> R$ 809.219,21 (FAPESP).
\n2.<\/strong> Regulaci\u00f3n de la expresi\u00f3n de genes en los receptores olfativos: estudio de la arquitectura nuclear en las neuronas olfativas y de la ubicaci\u00f3n relativa de alelos activos e inactivos (n\u00ba 2007\/57734-5<\/a>); Modalidad<\/b> Beca en el pa\u00eds \u2013 Regular \u2013 Posdoctorado; Investigadora responsable<\/b> Bettina Malnic (IQ-USP); Becaria<\/b> Lucia Maria Armelin-Correa; Inversi\u00f3n<\/b> R$ 222.662,28 (FAPESP).<\/p>\n

Art\u00edculo cient\u00edfico<\/em>
\nARMELIN-CORREA, L.M. et al.<\/em> Nuclear compartmentalization of odorant receptor genes<\/a>. PNAS<\/b>. v. 111, n. 7, p. 2782-87. 18 feb. 2014.<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"Estructuras explican como funcionan las neuronas para detecci\u00f3n de olores","protected":false},"author":3,"featured_media":0,"comment_status":"open","ping_status":"open","sticky":false,"template":"","format":"standard","meta":{"_acf_changed":false,"_exactmetrics_skip_tracking":false,"_exactmetrics_sitenote_active":false,"_exactmetrics_sitenote_note":"","_exactmetrics_sitenote_category":0,"footnotes":""},"categories":[181],"tags":[278,306,319],"coauthors":[95],"class_list":["post-153039","post","type-post","status-publish","format-standard","hentry","category-ciencia-es","tag-biologia-es","tag-genetica-es","tag-neurociencia-es"],"acf":[],"_links":{"self":[{"href":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/es\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/153039","targetHints":{"allow":["GET"]}}],"collection":[{"href":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/es\/wp-json\/wp\/v2\/posts"}],"about":[{"href":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/es\/wp-json\/wp\/v2\/types\/post"}],"author":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/es\/wp-json\/wp\/v2\/users\/3"}],"replies":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/es\/wp-json\/wp\/v2\/comments?post=153039"}],"version-history":[{"count":0,"href":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/es\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/153039\/revisions"}],"wp:attachment":[{"href":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/es\/wp-json\/wp\/v2\/media?parent=153039"}],"wp:term":[{"taxonomy":"category","embeddable":true,"href":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/es\/wp-json\/wp\/v2\/categories?post=153039"},{"taxonomy":"post_tag","embeddable":true,"href":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/es\/wp-json\/wp\/v2\/tags?post=153039"},{"taxonomy":"author","embeddable":true,"href":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/es\/wp-json\/wp\/v2\/coauthors?post=153039"}],"curies":[{"name":"wp","href":"https:\/\/api.w.org\/{rel}","templated":true}]}}