Un antiguo sistema de señalización monoaminérgica coordina la contractilidad en una esponja sin nervios

Área de la Ciencia:

• Fisiología Animal
• Biología Evolutiva
• Señalización Celular

Sus antecedentes:

• Las esponjas, animales de ramificación temprana, carecen de neuronas y músculos, pero coordinan las contracciones de los canales.
• La neurotransmisión química permitió la coordinación multicelular y la locomoción en los animales.
• La comprensión de la comunicación animal temprana es crucial para las ideas evolutivas.

Objetivo del estudio:

• Investigar los mecanismos moleculares subyacentes a la coordinación de los canales en las esponjas.
• Identificar las moléculas de señalización y las vías involucradas en el comportamiento de los canales de las esponjas.
• Explorar los orígenes evolutivos de los sistemas monoaminérgicos en los animales.

Principales métodos:

• Análisis bioquímico de la síntesis de monoaminas en *Spongilla lacustris*.
• Identificación de descarboxilasas y transportadores vesiculares.
• Proteómica de fosforilación e imagen 3D sin etiquetas para estudiar las vías de señalización.
• Ensayos funcionales para observar el comportamiento del canal en respuesta a las monoaminas.

Principales resultados:

• Las esponjas sintetizan triptamina, fenetilamina y tiramina, que provocan distintos comportamientos de los canales.
• Se coexpresan nuevas descarboxilasas y transportadores vesiculares en células neuroidales secretoras y células metabólicas.
• La triptamina activa la señalización GPCR y las Rho GTPasas, remodelando la adhesión celular y las redes de actomiosina.
• Estos eventos moleculares impulsan constricciones localizadas y deflaciones de todo el cuerpo en los canales de las esponjas.

Conclusiones:

• Un sistema monoaminérgico ancestral precede a las neuronas, vinculando tipos de células secretoras y contráctiles.
• Este sistema probablemente se elaboró para la neuromodulación de la transmisión sináptica en la evolución posterior de los animales.
• Los hallazgos revelan una forma primitiva de señalización química crucial para la multicelularidad animal temprana.