Identificats nous tipus de receptors de glutamat

28/11/2018

Investigadors del Grup de Fisiologia molecular de la Sinapsis de l’Institut d’Investigació Biomèdica Sant Pau (IIB Sant Pau), de la Universitat Autònoma de Barcelona (UAB), de la Universitat de Barcelona (UB) i del Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS) francès han publicat un article a una de les revistes científiques internacionals més prestigioses en l’àmbit de la Biologia i la Biomedicina, eLIFE. Aquest article demostra que les dues famílies dels receptors del neurotransmissor glutamat, essencials per a la transferència de l’impuls nerviós entre neurones, presenten una organització molt més complexa del que es pensava i demostra que la classificació vigent, acceptada per la comunitat científica des de fa més de 20 anys, és insuficient i està dominada per una visió excessivament antropocèntrica de l’evolució.

L’equip investigador, liderat per Àlex Bayés, de l’IIB Sant Pau, ha realitzat un estudi molt exhaustiu sobre la historia evolutiva de les dues famílies de receptors del neurotransmissor glutamat. Aquestes proteïnes són un dels pilars fonamentals del sistema nerviós, ja que permeten la formació i modulen la potencia dels impulsos nerviosos.

L’estudi demostra que la classificació d’aquestes dues famílies és incompleta, especialment pel que fa als receptors ionotròpics, que formen canals iònics. D’una banda, demostra que la família dels receptors ionotròpics disposa de 4 subfamílies mai descrites anteriorment, i que en lloc d’estar organitzada en les 6 classes reconegudes en l’actualitat n’hi hauria 10. De l'altra, també demostra que la família de receptors metabotròpics (no formen canals però modulen la funció dels ionotròpics) presenta 4 classes principals en lloc de les 3 que es pensava.
 
L’evolució d’aquestes famílies no presenta un comportament lineal, de més a menys complexitat, paral·lel a l’aparició de sistemes nerviosos més elaborats. Sinó que diferents llinatges del regne animal fan el seu camí evolutiu independentment. Al llarg dels casi mil milions d’anys d’evolució dels animals la diversitat de receptors de glutamat apareguda és molt superior al que reflecteixen els genomes de vertebrats.

Treballs anteriors s’han centrat en vertebrats, que apareixen fa uns 400 milions d’anys, i per tant no podien identificar totes les classes de receptors que existeixen més enllà d’aquestes espècies. L’estudi d’espècies representants de tots el llinatges del regne animal ha permès expandir molt significativament la classificació d’aquestes famílies. Aquest treball representa, per tant, un canvi de fons en com entenem la diversitat que hi ha en el si d’aquestes famílies de receptors.

L’estudi de les propietats d’aquest nous receptors podria resultar en la identificació de receptors amb propietats noves que podrien tenir aplicacions en el camp de les neurociències.

Resulta interessant pensar què passaria si es fessin estudis similars en altres famílies de proteïnes que s’han estudiat principalment en vertebrats que son, per altre banda, la immensa majoria.

Referència: David Ramos-Vicente, Jie Ji, Esther Gratacòs-Batlle, Gemma Gou, Rita Reig-Viader, Javier Luís, Demian Burguera, Enrique Navas-Perez, Jordi García-Fernández, Pablo Fuentes-Prior, Hector Escriva, Nerea Roher, David Soto, Àlex Bayés. Metazoan evolution of glutamate receptors reveals unreported phylogenetic groups and divergent lineage-specific events. eLife 2018;7:e35774 doi: 10.7554/eLife.35774