Un equipo de investigación de la Universitat de València liderado por Juan Ferré, catedrático de Genética, ha aplicado in vivo una nueva técnica para estudiar la competencia entre dos moléculas distintas (o ligandos) por un mismo receptor. Este estudio solventa los inconvenientes de los estudios in vitro (realizados en un tubo de ensayo o ambiente controlado fuera de un organismo) que no reflejan la situación real por la actuación de factores que no pueden ser simulados en un tubo de ensayo.
Los ligandos son moléculas que envían una señal al unirse a proteínas, también llamadas dianas o receptores (moléculas grandes y complejas que realizan la mayor parte del trabajo en las células y son necesarias para la estructura, función y regulación de los tejidos y órganos del cuerpo). Al unirse, los ligandos proporcionan información sobre la afinidad con sus receptores, su abundancia y existencia en otras moléculas similares.
En esta investigación, se suministran dos ligandos -uno con actividad insecticida y otra sin función- a orugas de especies plaga de la agricultura para conocer si ambos comparten una misma diana o si, por el contrario, cada ligando posee un receptor distinto. Se observa que el exceso de una de estas moléculas interfiere en la acción de la otra, la bloquea e impide que ejerza su función biológica de matar a la oruga.
El grupo de investigación de la UV ha aplicado in vivo este descubrimiento a los receptores de unas proteínas con actividad insecticida llamadas Cry1 o Vip3 de la bacteria Bacillus thuringiensis. En el ensayo se suministra a los insectos una dosis letal de la proteína insecticida a ensayar (ligandos) junto con cantidades crecientes de la proteína competidora (disfuncional). Esto se debe a que para trabajar con proteínas insecticidas se han de crear variantes de la misma que han perdido su actividad insecticida, pero que mantienen intacta su capacidad de unión a su receptor ya que, si tuvieran esta actividad, no se conocería el motivo real de la muerte de las orugas.
El estudio demuestra que si tras un aumento creciente de la proteína disfuncional no se altera la mortalidad de los insectos, ambas proteínas (la funcional con actividad insecticida y la disfuncional) tienen dianas distintas. En cambio, si la proteína que no tiene función reduce la toxicidad de la proteína insecticida, ambas proteínas comparten una misma diana, es decir, la proteína disfuncional bloquea a la proteína insecticida reduciendo sus efectos. Así, se compara cuantitativamente la efectividad de la competencia entre distintos ligandos por la unión a un mismo receptor y se obtiene información de su afinidad relativa.
Si este tipo de ensayos in vivo se complementan con los realizados in vitro, se pueden obtener modelos de unión de ligandos a receptores más elaborados.
Fuente:
Hernández-Martínez, P; Bretsnyder, EC; Baum, JA; Haas, JA; Head, GP; Jerga, A; Ferré, J (2022). Comparison of in vitro and in vivo binding site competition of Bacillus thuringiensis Cry1 proteins in two important maize pests. Pest Management Science doi: 10.1002/ps.6763
Lázaro-Berenguer, M; Quan, Y; Hernández-Martínez, P; Ferré, J (2022). In vivo competition assays between Vip3 proteins confirm the occurrence of shared binding sites in Spodoptera littoralis. Scientific Reports doi: 10.1038/s41598-022-08633-y (enlace: https://rdcu.be/cJaZw)
