{"id":73041,"date":"2001-06-01T10:30:00","date_gmt":"2001-06-01T13:30:00","guid":{"rendered":"http:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/2001\/06\/01\/la-proteina-de-la-hibernacion\/"},"modified":"2015-07-21T15:53:17","modified_gmt":"2015-07-21T18:53:17","slug":"la-proteina-de-la-hibernacion","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/es\/la-proteina-de-la-hibernacion\/","title":{"rendered":"La prote\u00edna de la hibernaci\u00f3n"},"content":{"rendered":"

Cuestionando conceptos preestablecidos, el m\u00e9dico An\u00edbal Vercesi, de la Universidad Estadual de Campinas (Unicamp), se sumergi\u00f3 en la bioqu\u00edmica y descubri\u00f3 en las plantas un tipo de prote\u00edna que se cre\u00eda que pertenec\u00edan solo a los animales. Su trabajo puede abrir el camino para el cultivo de plantas tropicales transg\u00e9nicas resistentes al fr\u00edo, ya que en los animales, la prote\u00edna desacopladora o UcP\u00a0(uncoupling protein)<\/em> est\u00e1 ligada a la hibernaci\u00f3n -el sue\u00f1o let\u00e1rgico en el que \u00e9stos sobreviven a temperaturas muy bajas. Es por causa de la UcP que el oso polar consigue mantener su temperatura corporal cercana a los 37 grados Celsius (\u00b0C) mientras hiberna. Ratones mantenidos entre una y dos semanas a temperaturas de entre 5\u00b0C y 10\u00b0C tambi\u00e9n aumentan la producci\u00f3n de esa prote\u00edna.<\/p>\n

La UcP es producida en el tejido adiposo marr\u00f3n, grasa que los mam\u00edferos tienen en el dorso del cuello al nacer y que, en su mayor\u00eda -incluso en el ser humano- desaparece poco a poco. En la d\u00e9cada del 70, se descubri\u00f3 que la funci\u00f3n de la UcP es producir calor (termog\u00e9nesis) y se concluy\u00f3 que ser\u00eda una adquisici\u00f3n evolutiva de los mam\u00edferos como forma de adaptaci\u00f3n al fr\u00edo.<\/p>\n

En el comienzo de los a\u00f1os 90, al estudiar la respiraci\u00f3n y la conversi\u00f3n de energ\u00eda en c\u00e9lulas vegetales, Vercesi encontr\u00f3 semejanzas entre la respiraci\u00f3n celular de la papa y el tejido adiposo marr\u00f3n de los mam\u00edferos. “Como la papa es originaria de los Andes, y por tanto adaptada al fr\u00edo, imagin\u00e9 que fuera una especie de oso de los vegetales”, cuenta el investigador. Su hallazgo contrariaba conocimientos sedimentados, pero Vercesi confirm\u00f3 que el vegetal conten\u00eda una prote\u00edna igual a la UcP. Despu\u00e9s, el grupo de la Unicamp identific\u00f3 la prote\u00edna en el tomate, el ma\u00edz, la banana, el mango, el anan\u00e1 (pi\u00f1a), el durazno (melocot\u00f3n), la naranja, la papaya, la manzana, el aguacate (palta) y la fresa (frutilla).<\/p>\n

Escepticismo
\n<\/strong>Con la colaboraci\u00f3n de Hernan Chaimovich y Iolanda Cuccovia, del Instituto de Qu\u00edmica de la Universidad de S\u00e3o Paulo (IQ-USP), la prote\u00edna vegetal fue testeada in vitro y funcion\u00f3 de manera similar a la UcP. El equipo decidi\u00f3 enviar un trabajo a la revista\u00a0Nature<\/em>, que le dedic\u00f3 una p\u00e1gina en1995, pero el escepticismo era grande. “En los congresos de fisiolog\u00eda de plantas, me invitaban a participar fundamentalmente para criticarme”, recuerda Vercesi.<\/p>\n

Finalmente, el aislamiento en plantas de genes que codifican a prote\u00edna desacopladora -realizado porel Centro de Biolog\u00eda Molecular e Ingenier\u00eda Gen\u00e9tica (CBMEG) de la Unicamp- confirm\u00f3 la teor\u00eda. En los \u00faltimos a\u00f1os, investigadores japoneses identificaron la prote\u00edna en el arroz, alemanes la encontraron en la flor de la papa y los australianos en frutas. Actualmente, los genomas sequenciados de vegetales convalidan la existencia de la prote\u00edna, llamada Pump, sigla de\u00a0plant uncoupling mitochondrial protein<\/em>, prote\u00edna desacopladora mitocondrial de las plantas.<\/p>\n

Es desacopladora debido a su capacidad de disociar dos procesos celulares: la respiraci\u00f3n y la fosforilaci\u00f3n oxidativa, que es la formaci\u00f3n de mol\u00e9culas de ATP (adenos\u00edn trifosfato), forma de energ\u00eda qu\u00edmica de la c\u00e9lula. El ATP proviene de la oxidaci\u00f3n, proceso que ocurre dentro de la mitocondria, organela celular que funciona como estaci\u00f3n conversora de energ\u00eda.<\/p>\n

Una aplicaci\u00f3n potencial de la Pump est\u00e1 en el control de la maduraci\u00f3n de frutas, lo que reducir\u00eda p\u00e9rdidas. Otra es la producci\u00f3n de plantas alteradas gen\u00e9ticamente para resistir a las bajas temperaturas. El equipo del CBMEG ya ha logrado producir variedades transg\u00e9nicas de tabaco\u00a0(Nicotiana tabaqum)<\/em> que superexpresan la Pump y crecen m\u00e1s r\u00e1pidamente que las plantas normales.Vercesi estudia el papel de la Pump en frutos como el tomate, fruta en la que se pueden ilustrar f\u00e1cilmente, debido a su color, los pasos de la maduraci\u00f3n. En cada paso, se aisl\u00f3 la Pump y se comprob\u00f3 que su actividad aumenta a medida que el tomate madura. “Parece que la explosi\u00f3n en el consumo de ox\u00edgeno que ocurre en una fase de la maduraci\u00f3n coincide con el aumento de la expresi\u00f3n de la prote\u00edna”, dice Vercesi.<\/p>\n

Este estudio mostr\u00f3 que, como la UcP de los animales, la Pump necesita \u00e1cidos grasos libres para activarse. Mientras el animal hiberna, adem\u00e1s de suministrarle a \u00e9ste los substratos para su respiraci\u00f3n, los \u00e1cidos grasos activan la UcP. “Por eso el oso engorda en la primavera y en el verano”, dice Vercesi. “Precisa una reserva de grasa, que ser\u00e1 consumida para generar calor en el invierno”. Con el tomate no fue diferente: cuando se le adicion\u00f3 alb\u00famina de suero bovino (BSA) para reducir el stock de \u00e1cidos grasos libres, la alb\u00famina funcion\u00f3 como inhibidora de la Pump.<\/p>\n

El grupo descubri\u00f3 formas diferentes de la Pump, as\u00ed como ya se han se identificado cinco variantes de la UcP animal: la UcP1, la UcP2 constatada en el tejido adiposo blanco, la UcP3 en el tejido muscular y las UcPs 4 y 5 en el cerebro. En lugar de desencadenar la termog\u00e9nesis, las variantes tendr\u00edan papeles reguladores.<\/p>\n

Gordos y flacos
\n<\/strong>“La UcP2 del tejido adiposo blanco explicar\u00eda por qu\u00e9 dos personas con la misma ingesti\u00f3n cal\u00f3rica engordan en proporciones muy diferentes”, comenta Vercesi. “La persona que engorda menos expresa m\u00e1s la prote\u00edna.”<\/p>\n

A trav\u00e9s de comparaciones, facilitadas por el secuenciamiento de genomas vegetales, ahora se sabe que pueden existir por lo menos cuatro tipos de Pump. El equipo de la Unicamp descubri\u00f3 tres de ellas en la ca\u00f1a de az\u00facar, una de ellas similar a la UcP4 del cerebro. Y aparecen en cantidades diferentes en los \u00f3rganos de la ca\u00f1a y en edades distintas de cada \u00f3rgano, una se\u00f1al de que ejercen papeles importantes en el desarrollo. “Los estudios indican que la Pump no es funcionalmentesemejante a la UcP1, responsable por la termog\u00e9nesis”, cuenta Vercesi. “La Pump tendr\u00eda m\u00e1s semejanzas con las variantes 2 y 4 y su funci\u00f3n primordial seria promover una regulaci\u00f3n del metabolismo energ\u00e9tico.”<\/p>\n

En los animales, la UcP1 activada por el fr\u00edo hace que la respiraci\u00f3n celular se torne 50 veces m\u00e1s r\u00e1pida y promueve la quema acelerada de grasas. En las Pumps pueden no tener una actividad tan grande. “Las papas mantenidas en c\u00e1maras fr\u00edas presentaron un incremento en su respiraci\u00f3n celular, sin un aumento significativo de temperatura”, relata el investigador. Una de las hip\u00f3tesis es que la Pump estimular\u00eda la respiraci\u00f3n, disminuyendo la concentraci\u00f3n de ox\u00edgeno y, por lo tanto, promoviendo una defensa contra el estr\u00e9s oxidativo.<\/p>\n

El equipo de la Unicamp est\u00e1 probando la resistencia al estr\u00e9s oxidativo en plantas de tabaco alteradas gen\u00e9ticamente, que superexpresan la Pump. Se expusieron hojas normales y transg\u00e9nicas a diferentes concentraciones de per\u00f3xido de hidr\u00f3geno (H2O2) o agua oxigenada. Las transg\u00e9nicas se muestran m\u00e1s resistentes a esa agresi\u00f3n, pues tienen tasas menores de degradaci\u00f3n de clorofila y mantienen el color por m\u00e1s tiempo. Los organismos solo sobreviven cuando vencen en la lucha contra el estr\u00e9s oxidativo. Una de las principales funciones del fruto es permitir la transmisi\u00f3n del genoma a la generaci\u00f3n subsecuente, pero el ADN -\u00e1cido desoxirribonucleico, portador del c\u00f3digo gen\u00e9tico- es sensible al estr\u00e9s oxidativo. “Durante la maduraci\u00f3n y la senescencia, la prote\u00edna desacopladora ser\u00eda importante para impedir la formaci\u00f3n de radicales libres y preservar la informaci\u00f3n gen\u00e9tica intacta”, dice Vercesi.<\/p>\n

\u00c9se ser\u00eda uno de los mecanismos celulares de defensa contra las sustancias tales como el calcio, que estimulan la generaci\u00f3n de especies reactivas de ox\u00edgeno. Tal poder antioxidante podr\u00eda ser manipulado para transformar a las prote\u00ednas desacopladoras en conservantes naturales de los alimentos o futuros agentes en el combate contra las enfermedades degenerativas.<\/p>\n

EL PROYECTO
\n<\/strong>Metabolismo del Ox\u00edgeno y del Calcio y sus Relaciones con la Vida y la Muerte Celular
\nModalidad
\n<\/strong>Proyecto tem\u00e1tico
\nCoordinador
\n<\/strong>An\u00edbal Eug\u00eanio Vercesi – Faqultad de Ciencias M\u00e9dicas de la Unicamp
\nInversiones
\n<\/strong>R$ 217.377,05 m\u00e1s US$ 366.158,88<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"Las plantas y los animales tienen mecanismos similares de resistencia al fr\u00edo","protected":false},"author":131,"featured_media":0,"comment_status":"closed","ping_status":"closed","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":[],"coauthors":[440],"class_list":["post-73041","post","type-post","status-publish","format-standard","hentry","category-ciencia-es"],"acf":[],"_links":{"self":[{"href":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/es\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/73041","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\/131"}],"replies":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/es\/wp-json\/wp\/v2\/comments?post=73041"}],"version-history":[{"count":0,"href":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/es\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/73041\/revisions"}],"wp:attachment":[{"href":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/es\/wp-json\/wp\/v2\/media?parent=73041"}],"wp:term":[{"taxonomy":"category","embeddable":true,"href":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/es\/wp-json\/wp\/v2\/categories?post=73041"},{"taxonomy":"post_tag","embeddable":true,"href":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/es\/wp-json\/wp\/v2\/tags?post=73041"},{"taxonomy":"author","embeddable":true,"href":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/es\/wp-json\/wp\/v2\/coauthors?post=73041"}],"curies":[{"name":"wp","href":"https:\/\/api.w.org\/{rel}","templated":true}]}}