Una nova família de canals moleculars pot jugar un paper essencial en l'adaptació dels peixos a la vida marina

12/12/2019

Els peixos han evolucionat adaptacions fisiològiques diferents per a la vida en aigua dolça o en ambients marins. En les espècies d'aigua dolça el principal mecanisme fisiològic és evitar l'entrada massiva d'aigua a l'organisme a causa de la condició hiperosmòtica dels seus fluids corporals, mentre que els peixos marins, l'osmolaritat de la sang dels quals és d'aproximadament una quarta part de la de l'aigua de mar, necessiten obtenir aigua pura a partir de l'aigua salada exterior. La solució que aquestes últimes espècies han desenvolupat és la ingestió d'aigua de mar i la seva dessalinització, transport i absorció al llarg del tub digestiu, mentre que l'excés de sals és excretat a través de les brànquies. La filtració d'aigua pura a través de l'intestí es creu que està facilitada per les aquaporines, encara que es desconeix com aquestes estan regulades.

Mitjançant l'estudi de més de 200 genomes i la comparació de les relacions filogenètiques entre els gens d’aquaporines, científics de l'Institut de Biotecnologia i Biomedicina (IBB) de la UAB i de l'IRTA han descobert una família completament nova de canals d'aigua, estretament relacionada amb l’acuaporina-4 humana. A l'article, publicat ahir a la revista Communications Biology, hi ha participat també investigadors de la Universitat de Bergen i de l'Institut de Recerca Marina a Noruega.

Aquests nous gens, denominats acuaporina-14 (Aqp14), són presents en tots els vertebrats excepte en mamífers euteris amb placenta, com els humans, els quals posseeixen tretze aquaporines (AQP0-12). Els gens Aqp14, però, tot i pertànyer al grup de les aquaporines clàssiques selectives d'aigua, codifiquen canals amb propietats similars a les dels canals de membrana coneguts com acuagliceroporinas, que normalment transporten glicerol. Així, la Aqp14 té la capacitat de transportar aigua i una àmplia gamma de petits soluts, com el glicerol, la urea, el peròxid d'hidrogen, i l'amoníac.

En peixos marins, els científics han observat que els canals Aqp14 es localitzen específicament a la membrana plasmàtica apical de les cèl·lules que entapissen l'intestí encarregades de la reabsorció d'aigua. Així mateix, han demostrat que neuropèptids que actuen com a hormones i que regulen processos osmoreguladors en els peixos, com la vasotocina i l’isotocina, activen o desactiven el transport de la Aqp14 a la membrana plasmàtica de les cèl·lules mitjançant la fosforilació de diferents residus aminoacídics de canal. L'evolució d'aquesta regulació dual en la Aqp14 suggereix que aquesta aquaporina podria jugar un paper principal en els mecanismes fisiològics d'adaptació dels peixos als canvis de salinitat de l'entorn.

Article de referència:
François Chauvigné, Ozlem Yilmaz, Alba Ferré, Per Gunnar Fjelldal, Roderick Nigel Finn & Joan Cerdà. 2019. The vertebrate Aqp14 water channel is a neuropeptide-regulated polytransporter. Communications Biology DOI: 10.1038/s42003-019-0713-y