Bases estructurales de la evolución de los receptores sensoriales en el pulpo

Área de la Ciencia:

• Biología evolutiva
• Biología estructural
• La neurociencia

Sus antecedentes:

• Los receptores quimiotáctiles (CR) son exclusivos de los cefalópodos, lo que permite el "gusto por el tacto" para la exploración del fondo marino.
• Los CR evolucionaron a partir de los receptores nicotínicos de acetilcolina para detectar moléculas ambientales insolubles.
• La comprensión de la estructura de CR es clave para sondear la evolución y la función de los receptores sensoriales.

Objetivo del estudio:

• Investigar las bases estructurales de la evolución y la función del pulpo CR.
• Para comparar la estructura CR del pulpo con los receptores nicotínicos para diferenciar la sensación ambiental de la neurotransmisión.
• Para aclarar las adaptaciones a nivel atómico que permiten nuevas capacidades y comportamientos sensoriales.

Principales métodos:

• Microscopía cryoelectrónica (cryo-EM) para determinar la estructura de un pulpo CR.
• Análisis estructural comparativo con los receptores nicotínicos.
• Análisis evolutivo, estructural y biofísico.

Principales resultados:

• La arquitectura del canal para la transducción de señales se conserva entre los CR y los receptores nicotínicos.
• El sitio de unión de ligandos de los CR del pulpo muestra una selección diversificada, lo que permite la detección de nuevas moléculas.
• El pulpo CR posee un bolsillo de unión excepcionalmente hidrofóbico, que facilita la sensación de compuestos grasos.

Conclusiones:

• Los CR del pulpo han desarrollado características estructurales especializadas, particularmente en su bolsillo de unión de ligandos, para la quimiosensibilidad ambiental.
• Estas adaptaciones permiten a los pulpos detectar moléculas insolubles, lo que contribuye a sus comportamientos exploratorios únicos.
• El estudio proporciona un marco estructural para comprender el vínculo entre la evolución molecular y el comportamiento de los organismos.