Así lo expuso la doctora Lucía Chemes, una de las científicas que ayudó a dilucidar la naturaleza química del curioso fenómeno.
(28/03/2017 – Agencia CyTA-Instituto Leloir)-. Como si se tratara de aislar los distintos ingredientes de una extraña sopa cuya receta se ignora, la doctora en bioquímica Lucía Chemes, docente de la Facultad de Ciencias Exactas y Naturales de la UBA e investigadora del Instituto de Investigaciones Bioquímicas de Buenos Aires (IIBBA), que depende del CONICET y del Instituto Leloir (FIL), se enfrentó a un desafío: separar de la linfa de la “rana punteada” (Hypsiboas punctatus) la molécula responsable de producir fluorescencia natural, un fenómeno que acaba de ser descripto por primera vez en anfibios y es muy raro en otras especies animales. El trabajo será tapa de la próxima edición impresa de la revista “Proceedings” de la Academia Nacional de Ciencias de Estados Unidos, que ya publicó el anticipo en su versión online.
“Pensábamos que se trataba de un péptido o una proteína, como la GFP de las medusas que se usa en laboratorios de todo el mundo como marcador en estudios de biología molecular”, explicó Chemes en diálogo con la Agencia CyTA-Leloir. “Pero resultó ser una molécula orgánica que llamó la atención de los químicos y que no se pensaba que pudiera haber tenido esa propiedad”.
El trabajo fue también realizado por Julián Faivovich, del Museo Argentino de Ciencias Naturales ‘Bernardino Rivadavia’ (MACN-CONICET) y de la Facultad de Ciencias Exactas y Naturales de la Universidad de Buenos Aires, Carlos Taboada, del MACN-CONICET y del Instituto de Química Física de los Materiales, Medio Ambiente y Energía (INQUIMAE, UBA-CONICET), María Gabriela Lagorio, Darío Estrin, Federico Pedron y Sara Bari, también del INQUIMAE, y colaboradores de la Universidad de San Pablo, Brasil.
Extractos de la entrevista con la doctora Chemes:
¿Cómo abordó la separación de la muestra en sus componentes y la identificación de aquellos fluorescentes?
Elaboramos un protocolo de separación. Usamos una técnica de cromatografía de alta resolución, HPLC, que separa a los componentes de una mezcla según su distinto gradiente de partición entre una matriz y un solvente orgánico. Los compuestos aislados se discriminan según su distinta capacidad de absorber luz con longitudes de onda específicas.
¿Qué esperaban encontrar como agente causal del fenómeno?
Al comienzo, pensábamos que podía ser un péptido o proteína, como la GFP. Observamos que la fracción que producía fluorescencia tenía un peso molecular cercano a 400. Pero no era un péptido. Cuando colegas brasileños completaron los estudios para dilucidar la estructura, confirmaron que era una molécula orgánica (o familia de moléculas) un poco rara.
¿Por qué?
Muchas moléculas que producen fluorescencia contienen varios “anillos aromáticos”: estructuras “resonantes” que permiten a los electrones pasar a un estado excitado y, al decaer espontáneamente, emitir luz. Pero estas moléculas, a las que el equipo de investigación bautizó “hyloinas”, tienen un solo anillo aromático y una cadena carbonada larga, como la de los ácidos grasos. Llamó la atención de los químicos que fueran fluorescentes.
¿Y cuál es el “truco” para que tengan esa propiedad?
Bueno, se vio que la fluorescencia también cambia según el pH (acidez) o el tipo de solvente usado. Y que la conformación más estable se produce cuando esa cola carbonada se pliega sobre el anillo. Así seguramente está en la linfa de la rana.
-¿Cuál sería la función biológica de la fluorescencia?
La luz de la luna irradia ondas de longitudes que estimulan la fluorescencia de las ranas punteadas. Este efecto contribuiría a mejorar su capacidad para reconocerse entre sí durante la noche. Es preciso seguir investigando al respecto para conocer todas las funciones biológicas.
¿Puede haber otras ranas que también contengan este tipo de moléculas?
A partir de este hallazgo, se pretende buscar fluorescencia en otras 250 especies de ranas que tienen piel translúcida como la rana estudiada. Con linternas UV se podrá ver si emiten fluorescencia. Es el modo de detectarlas.
¿Qué pasa en otras especies animales que también presentan fluorescencia?
Es un fenómeno que se conocía en algunos peces, vertebrados de cuatro miembros, en determinadas especies de loros y de tortugas marinas. Lo interesante es que la fluorescencia de las ranas punteadas aporta entre un 18-30 por ciento del total de la luz que irradian (el resto es por reflejo de la luz sobre su piel). La cuantificación de la fluorescencia en los animales previamente estudiados es menor, llega a cifras que varían de un 10 a un 15 por ciento.
¿Cuál podría ser la aplicación de estas moléculas fluorescentes?
Podrían servir como reactivo químico para acoplar a anticuerpos que son empleados como vehículos para pegarse a proteínas de interés científico, médico, biotecnológico o industrial. Por sus características podrían ser útiles en las técnicas de microscopía de ultra resolución desarrolladas recientemente.
Video producido por CONICET:
La doctora en bioquímica Lucía Chemes, profesora de la Facultad de Ciencias Exactas y Naturales de la UBA e investigadora del Instituto de Investigaciones Bioquímicas de Buenos Aires (IIBBA), que depende del CONICET y del Instituto Leloir (FIL), ayudó a purificar las moléculas fluorescentes de la “rana punteada”, paso previo para determinar su estructura molecular.
La rana punteada (Hypsiboas punctatus) – animal que habita en Argentina y otros países de Sudamérica – es el primer caso de fluorescencia en anfibios registrado por la ciencia.
Créditos: Gentileza Julián Faivovich y Carlos Taboada. MACN-CONICET.