Científicos han descubierto un nuevo tipo de fotorreceptor en nemátodos sin ojos que es aproximadamente 50 veces más eficiente en la captura de la luz que la rodopsina en el ojo humano.
La nueva proteína receptora, LITE-1, se encontró entre una familia de receptores de sabor en invertebrados, y tiene características inusuales que sugieren potenciales aplicaciones futuras que van desde protectores solares a herramientas de investigación científica, informó el equipo liderado por la Universidad de Michigan en un estudio publicado en la revista Cell.
"Nuestros experimentos también plantean la posibilidad intrigante de que podría ser posible la ingeniería genética de otros nuevos tipos de fotorreceptores", dijo Shawn Xu, autor del estudio.
El receptor LITE-1 fue descubierto en gusanos redondos sin ojos de milímetros de largo conocidos como nematodos, un organismo modelo común en la investigación de la biociencia.
"LITE-1 en realidad proviene de una familia de proteínas del receptor de sabor descubierto por primera vez en los insectos", dijo Xu. "Estos, sin embargo, no son los mismos receptores de sabor que en los mamíferos".
El laboratorio de Xu demostró previamente que, aunque carecen de ojos, los gusanos se alejan de los destellos de luz. La nueva investigación va un paso más allá, mostrando que LITE-1 absorbe directamente la luz, en lugar de ser un intermediario que detecta los productos químicos producidos por las reacciones que implican la luz.
"Los fotorreceptores convierten la luz en una señal que el cuerpo puede usar", dijo Xu. "LITE-1 es inusual en el sentido de que es extremadamente eficiente para absorber la luz UV-A y UV-B de 10 a 100 veces más que los otros dos tipos encontrados en el reino animal: opsinas y criptocromos. El próximo paso es entender mejor por qué tiene estas propiedades increíbles".
El código genético de estas proteínas receptoras es también muy diferente de otros tipos de fotorreceptores encontrados en plantas, animales y microbios, dijo Xu.
Al caracterizar la investigación actual como un "punto de entrada", los investigadores dijeron que el descubrimiento podría resultar útil en una variedad de formas.
Con estudios adicionales, por ejemplo, podría ser posible desarrollar LITE-1 en un aditivo protector solar que absorbe los rayos nocivos, o para fomentar la investigación científica mediante el fomento de la sensibilidad a la luz en nuevos tipos de células, escribieron los científicos en el documento.
Varias características hacen LITE-1 inusual, según Xu. Los fotorreceptores animales típicamente tienen dos componentes: una proteína de base y un cromóforo que absorbe la luz (un papel desempeñado por la retina, o vitamina A, en la vista humana). Al romper estos fotorreceptores, el cromóforo aún conserva parte de su funcionalidad.
Este no es el caso de LITE-1. Romperlo, o "desnaturalizarlo", detiene completamente su capacidad de absorber la luz, en lugar de disminuirla, demostrando que es realmente un modelo diferente, dijo Xu.
Los investigadores también determinaron que dentro de la proteína, tener el aminoácido triptófano en dos lugares era crítico para su función. Cuando una proteína no sensible a la luz en la misma familia, GUR-3, se modificó para añadir los correspondientes residuos de triptófano, reaccionó fuertemente a la luz ultravioleta, con aproximadamente un tercio de la sensibilidad a UV-B de LITE-1.
"Esto sugiere que los científicos pueden ser capaces de usar técnicas similares para generar genéticamente otros fotorreceptores nuevos", dijo Xu en un comunicado.
