Ya sea que el agua esté tibia o fría, los pulpos modifican el ARN en el cerebro para mantener la cabeza despejada: NPR

Ari Daniel

El pulpo de dos puntos de California puede editar el ARN en su cerebro a gran escala, lo que probablemente le permita mantener la cabeza despejada tanto en aguas cálidas como frías. Tom Kleindinst/Laboratorio de Biología Marina ocultar leyenda

El pulpo de dos puntos de California puede editar el ARN en su cerebro a gran escala, lo que probablemente le permita mantener la cabeza despejada tanto en aguas cálidas como frías.

Los pulpos son curiosos e inteligentes. Pueden resolver laberintos y acertijos, usar herramientas y son maestros del camuflaje. Estas habilidades complejas están impulsadas por sus sofisticados y gigantescos cerebros.

Ahora, en la revista Cell, los investigadores informan que los pulpos pueden editar información genética para remodelar rápidamente esos cerebros cuando se enfrentan a cambios en su entorno.

Estos hallazgos arrojan nueva luz sobre la increíble adaptabilidad de estas criaturas que cambian de forma y pueden ayudar a los científicos a diseñar terapias para mutaciones problemáticas en nuestros propios cuerpos.

Los pulpos son considerados uno de los animales invertebrados más inteligentes del planeta, con cerebros sofisticados y sistemas nerviosos complejos. En otros animales, estos grandes cerebros normalmente necesitan ser tratados con cuidado.

Solo piensa en tu propio cerebro frágil. Está encerrado en un cráneo, bañado en oxígeno y ajustado para funcionar a una temperatura corporal relativamente estable. "Gastamos una tonelada de energía para mantener una temperatura constante", dice Josh Rosenthal, neurobiólogo del Laboratorio de Biología Marina en Woods Hole, Massachusetts. "Y mucho de eso es para que nuestro sistema nervioso pueda funcionar de manera más eficiente".

Demasiado calor (con fiebre) o demasiado frío (con hipotermia) y nuestros cerebros chisporrotean y comienzan a fallar, y eso es solo varios grados fuera de lo normal. Entonces nuestros cuerpos mantienen todo a una temperatura constante.

Los pulpos no tienen ese lujo. Sus cerebros requieren tanta protección como los nuestros, pero están en cuerpos blandos nadando en agua cuya temperatura puede fluctuar unos 20 grados.

"Es difícil mantener un sistema nervioso complejo frente a los cambios de temperatura", dice Rosenthal. "Y eso presenta desafíos".

Los pulpos han superado ese desafío con un truco único escondido dentro de sus celdas. Tiene que ver con una molécula llamada ARN, que se usa para ayudar a traducir el ADN en las proteínas que componen nuestros cuerpos. Para usar una analogía, digamos que quieres hacer una hogaza de pan y entras en una biblioteca llena de libros de cocina.

"Ese libro de cocina en sí, ya está impreso y no puedo cambiar el libro", dice Matthew Birk, biólogo de la Universidad de Saint Francis. “Pero lo que puedo hacer es hacer una copia, llevarla a mi casa a mi cocina”, y hornear el pan allí.

Aquí, los libros de cocina son el ADN, que está codificado y no cambia, el pan es la proteína que tu cuerpo quiere producir y el ARN es la copia de la receta que explica cómo hacerlo. El ARN no tiende a cambiar tanto. Es solo el mensajero.

Pero, ¿y si te falta un ingrediente, como la mantequilla?

"Si esas son las instrucciones que tienes, estás un poco hundido", dice Rosenthal. "Pero si sabes que el aceite funcionaría igual de bien, si pudieras editar esa receta y ponerla, entonces eso te da flexibilidad".

En los cerebros de la mayoría de los animales, desde peces hasta pájaros, abejas y personas, solo se edita un pequeño porcentaje de los ARN. Pero dentro de los cerebros de los pulpos y sus parientes, está sucediendo a gran escala, afectando a más del 60%.

Los investigadores se preguntaron si algo en el entorno de estos animales podría estar impulsando todos estos ajustes, como la temperatura. Birk decidió realizar un experimento con la ayuda del pulpo de dos puntos de California, que, cuando se arruga, tiene aproximadamente el tamaño de una pelota de fútbol.

"Se parecen mucho a un pulpo típico", dice Birk, "aunque tiene dos manchas azules iridiscentes para tratar de asustar a un depredador". Dice que son traviesos y buenos para camuflarse. Y su hábitat costero en el sur de California y el norte de México oscila entre veranos cálidos e inviernos frescos.

En el laboratorio, Birk colocó la mitad de sus pulpos en agua más fría y la otra mitad en agua más tibia. Después de unas semanas, recolectó ARN de sus cerebros.

"Descubrimos que había más de 20 000 ubicaciones diferentes en varias proteínas diferentes que se editaron", dice Birk, con más ajustes en las condiciones más frías.

Es decir, en respuesta a los cambios de temperatura, los pulpos remodelaron sus cerebros, presumiblemente para que siguieran funcionando correctamente. Lo mismo ocurría en la naturaleza, donde Birk recolectaba individuos en verano e invierno lavándolos de sus guaridas submarinas con chorros de vinagre.

Los pulpos son capaces de hacer estas ediciones en menos de un día. Compare eso con el ADN, que tarda generaciones en cambiar. El ARN proporciona una alternativa más flexible.

Ajustar los ARN, editar las copias temporales de las recetas, conduce a alteraciones en las proteínas que le indican a la célula que produzca. Para los pulpos, no existe una única versión preferida de una proteína. Más bien, existen múltiples versiones de numerosas proteínas en el cerebro del animal, cada una adaptada a un escenario diferente.

“Este estudio muestra por primera vez que en el mismo organismo, bajo diferentes condiciones, expresa diferentes proteínas del mismo gen”, dice Eli Eisenberg, físico de la Universidad de Tel Aviv. "Y tienen un comportamiento funcional diferente que presumiblemente se adapta a la temperatura externa".

Todavía no está claro cómo estos cambios podrían afectar a un pulpo en su vida diaria.

"Lo que sería bueno ver en el futuro es qué tipos de comportamientos se ven afectados por estos diferentes tipos de cambios: sus velocidades de reacción, su capacidad de camuflarse", dice Robyn Crook, neurobióloga de la Universidad Estatal de San Francisco que no participó en la investigación.

Debido a que los pulpos editan más en temperaturas más frías, Crook también señala que la estrategia puede no ayudarlos ante un clima cambiante y el calentamiento de los océanos. Aunque estos pulpos pueden operar en un rango de temperaturas, dice que puede no ser "un mecanismo viable para escapar del cambio ambiental como resultado de la actividad humana".

A pesar de que los pulpos viven vidas tan diferentes a las nuestras, sus cerebros únicos pueden resultarnos útiles algún día.

"Estamos tratando de descubrir cómo capturar esta capacidad para usarla con fines terapéuticos", explica Birk, como la reducción del dolor o la reparación de mutaciones dañinas que causan enfermedades.

Los pulpos, dice, tienen mucho que enseñarnos.

"Son fascinantes e interesantes, no solo por fuera, donde todos podemos verlos", dice Birk. "Pero también por dentro".