Una nueva familia de canales moleculares puede jugar un papel clave en la adaptación de los peces a la vida marina
12/12/2019
Los peces han evolucionado adaptaciones fisiológicas distintas para la vida en agua dulce o en ambientes marinos. En las especies de agua dulce el principal mecanismo fisiológico es evitar la entrada masiva de agua al organismo debido a la condición hiperosmótica de sus fluidos corporales, mientras que los peces marinos, cuya osmolalidad de la sangre es de aproximadamente una cuarta parte de la del agua de mar, necesitan obtener agua pura a partir del agua salada exterior. La solución que estas últimas especies han desarrollado es la ingestión de agua de mar y su desalinización, transporte y absorción a lo largo del tubo digestivo, mientras que el exceso de sales es excretado a través de las branquias. La filtración del agua pura a través del intestino se cree que está facilitada por las acuaporinas, aunque se desconoce cómo estas están reguladas.
Mediante el estudio de más de 200 genomas y la comparación de las relaciones filogenéticas entre los genes de acuaporinas, científicos del Instituto de Biotecnología y Biomedicina (IBB) de la UAB y del IRTA han descubierto una familia completamente nueva de canales de agua, estrechamente relacionada con la acuaporina-4 humana. En el artículo, publicado ayer en la revista Communications Biology, han participado también investigadores de la Universidad de Bergen y del Instituto de Investigación Marina en Noruega.
Estos nuevos genes, denominados acuaporina-14 (Aqp14), están presentes en todos los vertebrados excepto en mamíferos euterios con placenta, como los humanos, los cuales poseen trece acuaporinas (AQP0-12). Los genes Aqp14, sin embargo, a pesar de pertenecer al grupo de las acuaporinas clásicas selectivas de agua, codifican canales con propiedades similares a las de los canales de membrana conocidos como acuagliceroporinas, que normalmente transportan glicerol. Así, la Aqp14 tiene la capacidad de transportar agua y una amplia gama de pequeños solutos, como el glicerol, la urea, el peróxido de hidrógeno, y el amoniaco.
En peces marinos, los científicos han observado que los canales Aqp14 se localizan específicamente en la membrana plasmática apical de las células que tapizan el intestino encargadas de la reabsorción de agua. Asimismo, han demostrado que neuropéptidos que actúan como hormonas y que regulan procesos osmoreguladores en los peces, como la vasotocina e isotocina, activan o desactivan el transporte de la Aqp14 a la membrana plasmática de las células mediante la fosforilación de distintos residuos aminoacídicos del canal. La evolución de esta regulación dual en la Aqp14 sugiere que esta acuaporina podría jugar un papel principal en los mecanismos fisiológicos de adaptación de los peces a los cambios de salinidad del medio ambiente.
Artículo de referencia:
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