Los xenobióticos son compuestos químicos ajenos al organismo, naturales o artificiales como, por ejemplo, insecticidas y otros contaminantes ambientales, que si se acumulan pueden ser tóxicos.

Un estudio realizado en la mosca de la fruta Drosophila melanogaster es uno de los primeros en relacionar una mutación natural con un cambio adaptativo al ambiente. El trabajo, liderado por Josefa González, investigadora Ramón y Cajal del Consejo Superior de Investigaciones Científicas (CSIC) en el Instituto de Biología Evolutiva (CSIC-UPF), se publica en la revista PLoS Genetics.

Concretamente, las moscas que presentan la mutación son resistentes al insecticida carbofurano, que ha sido utilizado durante décadas en el control de plagas en frutales, y al benzaldehído, un compuesto natural que se genera en la fruta en descomposición y que en cantidades elevadas resulta también tóxico.

La mutación descubierta es una inserción en el genoma de un elemento móvil o transposón. Los transposones son fragmentos de ADN que pueden cambiar de posición dentro del genoma, provocando mutaciones que, en la mayoría de ocasiones, son nocivas para el organismo.

Por ejemplo, los transposones se han relacionado con enfermedades como la esquizofrenia y el cáncer. Sin embargo, algunas de las mutaciones producidas por los transposones son beneficiosas para los organismos. El laboratorio de González investiga específicamente aquellas mutaciones provocadas por los transposones que permiten a los organismos adaptarse al ambiente.

Hasta ahora, apenas se han podido demostrar casos concretos en los que los transposones provoquen mutaciones beneficiosas. Esto es debido a la dificultad de establecer una relación entre el genotipo y el fenotipo, es decir, identificar el efecto que una mutación en el ADN tiene en el funcionamiento de un organismo. Sin embargo, el equipo de González, quien dirige el Laboratorio de Genómica Funcional y Evolutiva (Evolutionary and Functional Genomics lab) ha podido demostrar el efecto beneficioso del transposón FBti0019627 en una población natural de moscas de la fruta.

Este transposón está localizado dentro del gen Kmn1 pero las investigadoras han descubierto que el transposón también afecta a otro gen cercano, el gen CG11699. “Este gen tiene dos versiones, una con una secuencia más larga y otra más corta.

El transposón interfiere con la transcripción del gen y hace que las moscas sólo fabriquen la versión más corta pero en mayor abundancia”, explica Lidia Mateo, primera autora del artículo. La proteína codificada por el gen CG11699 interacciona con una enzima, la aldehído deshidrogenasa 3, que tiene la capacidad de proteger al organismo de los xenobióticos.

“Las moscas con mayor expresión del gen CG11699 tienen mayor actividad enzimática y por tanto mayor capacidad de metabolizar xenobióticos y substancias derivadas”, comenta Anna Ullastres coautora del trabajo.

El trabajo, concluye la investigación, “es relevante porque muestra como las mutaciones naturales actúan favoreciendo la adaptación de los organismos a la presencia de sustancias nocivas en su ambiente natural. Este trabajo es un avance significativo en nuestro conocimiento sobre los mecanismos de respuesta al estrés, que están muy conservados a lo largo de la evolución y que, por tanto, son compartidos por muchos organismos”.

El laboratorio de González lidera también la plataforma de divulgación La Ciencia En Tu Mundo. “Queremos promover un cambio de percepción en la sociedad mostrándoles la importancia y la cercanía de la investigación científica básica en su día a día”, afirma la científica.