Els lligands són molècules que envien un senyal quan s’uneixen a proteïnes, també anomenades dianes o receptors (molècules grans i complexes que fan la major part del treball en les cèl·lules i són necessàries per a l'estructura, funció i regulació dels teixits i òrgans del cos). En unir-se, els lligands proporcionen informació sobre l'afinitat amb els seus receptors, la seua abundància i l’existència en altres molècules similars.

En aquesta investigació, se subministren dos lligands -un amb activitat insecticida i un altre sense funció- a erugues d'espècies plaga de l'agricultura per a conéixer si els dos comparteixen una mateixa diana o si, per contra, cada lligand posseeix un receptor diferent. S'observa que l'excés d'una d'aquestes molècules interfereix en l'acció de l'altra, la bloqueja i impedeix que exercisca la seua funció biològica de matar a l'eruga.

El grup d’investigació de la UV ha aplicat in vivo aquest descobriment als receptors d'unes proteïnes amb activitat insecticida anomenades Cry1 o Vip3 del bacteri Bacillus thuringiensis. En l'assaig se subministra als insectes una dosi letal de la proteïna insecticida per assajar (lligands) juntament amb quantitats creixents de la proteïna competidora (disfuncional) . Açò és causat pel fet que per a treballar amb proteïnes insecticides s'han de crear variants de la mateixa que hagen perdut la seua activitat insecticida, però que mantenen intacta la seua capacitat d'unió al seu receptor ja que, si tingueren aquesta activitat, no es coneixeria el motiu real de la mort de les erugues.

L'estudi demostra que si després d'un augment creixent de la proteïna disfuncional, no s'altera la mortalitat dels insectes, les dos proteïnes (la funcional amb activitat insecticida i la disfuncional) tenen dianes diferents. En canvi, si la proteïna que no té funció redueix la toxicitat de la proteïna insecticida, les dos proteïnes comparteixen una mateixa diana, és a dir, la proteïna disfuncional bloqueja la proteïna insecticida i redueix els seus efectes. D’aquesta manera, es compara quantitativament l'efectivitat de la competència entre diferents lligands per la unió a un mateix receptor i s'obté informació de la seua afinitat relativa.

Si aquest tipus d'assajos in vivo es complementen amb els duts a terme in vitro, es poden obtindre models d'unió de lligands a receptors més elaborats.

Font:

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)