El papel de Tbh en el comportamiento y la salud de la mosca de la fruta

El sistema octopaminérgico en las moscas de la fruta juega un papel clave en regular varias funciones del cuerpo, incluyendo el uso de energía y el comportamiento. Una parte crucial de este sistema es la enzima Tiamina-beta-hidroxilasa (Tbh), que ayuda a convertir la tiramina en octopamina. Esta enzima es importante tanto para regular comportamientos como para mantener la salud.

#Importancia de Tbh en Drosophila Melanogaster

Drosophila melanogaster, o la mosca de la fruta común, es un organismo modelo para estudiar funciones neurológicas y de comportamiento. Tbh es la enzima que facilita la producción de octopamina, que es importante para varios procesos en las moscas de la fruta. En mamíferos, una enzima similar llamada Dopamina-beta-hidroxilasa (Dbh) convierte la dopamina en noradrenalina, que tiene roles similares a los de la octopamina en las moscas.

#Estudios de Mutantes sobre Tbh

Para investigar el papel de la octopamina, los investigadores crearon moscas de fruta mutantes que carecen de este neurotransmisor mediante un método llamado mutagénesis por excisión de P-elementos. Un mutante notable es el TbhnM18. Este mutante tiene niveles extremadamente bajos de octopamina y niveles mucho más altos de tiramina, alrededor de diez veces más que las moscas normales. Los estudios muestran que Tbh es esencial para la fertilidad femenina y también está involucrado en varios comportamientos.

#Análisis del Comportamiento de Mutantes de Tbh

Los investigadores observaron que las moscas adultas que carecen de octopamina aún pueden correr rápido, pero tienen problemas para iniciar movimiento en respuesta a desafíos u oportunidades. Por ejemplo, estos mutantes muestran una menor tendencia a volar cuando hay peligro y son menos propensos a extender su probóscide cuando se les ofrece azúcar. Sin embargo, una vez que responden, se comportan de manera similar a las moscas normales.

El Etanol es una sustancia que promueve el movimiento. Cuando las moscas están expuestas al etanol, típicamente muestran una reacción conocida como respuesta de sobresalto olfativa, que aumenta su actividad. Curiosamente, esta respuesta es más débil en los mutantes TbhnM18, lo que subraya nuevamente la importancia de la octopamina. Sin embargo, después de estar expuestos al etanol por un período más largo, estos mutantes muestran una actividad aumentada, lo que indica que pueden adaptarse con el tiempo.

#Desarrollo de Tolerancia en Moscas

Las moscas a menudo desarrollan tolerancia a sustancias como el etanol tras una exposición repetida. Los mutantes TbhnM18 inicialmente muestran una tolerancia reducida en comparación con las moscas normales, pero eventualmente alcanzan niveles similares después de múltiples exposiciones. Esto sugiere que pueden adaptarse con el tiempo, pero el proceso les lleva más tiempo.

Los investigadores también examinaron cómo Tbh está involucrado en procesos celulares. Al analizar el gen Tbh utilizando técnicas como RT-PCR, encontraron múltiples transcripciones y variantes de empalme de Tbh, indicando una regulación compleja de su expresión. Generaron un nuevo mutante Tbh utilizando un método diferente para explorar mejor sus funciones.

#Creación de Nuevos Mutantes

El mutante TbhDel3 se creó mediante un proceso llamado recombinación FLP/FRT, lo que resultó en una eliminación significativa de parte del gen. Este nuevo mutante tenía una eliminación de 9.2 kb que incluye porciones vitales del gen Tbh. Los investigadores analizaron si este nuevo mutante mostraba rasgos de comportamiento y tolerancia similares a los mutantes TbhnM18.

#Evaluación de la Sensibilidad al Etanol

Los científicos probaron la sensibilidad al etanol y la tolerancia de los mutantes recién creados en comparación con sus controles. Tanto los mutantes TbhDel3 como TbhnM18 exhibieron una tolerancia reducida, lo que indica que Tbh es crucial en cómo las moscas responden al etanol.

#Evaluaciones de Movimiento en Mutantes

Más estudios sobre el movimiento mostraron que los mutantes Tbh, incluyendo TbhnM18 y TbhDel3, tienden a moverse más lento en comparación con las moscas normales. Cuando se exponen a ciertos estresores, como la sal, estos mutantes pueden aumentar su velocidad de manera dramática, sugiriendo que sus habilidades motoras no están fundamentalmente dañadas, pero pueden requerir estímulos específicos para activarse.

#Actividad Neuronal y Tbh

Al restaurar la expresión de Tbh en neuronas específicas, los investigadores pudieron identificar qué células del cerebro son necesarias para desarrollar tolerancia al etanol. Se emplearon nuevas herramientas de investigación como los controladores Gal4 para marcar estas neuronas específicas. La expresión de Tbh en estas neuronas restauró la tolerancia reducida de los mutantes.

#Conclusión

La investigación muestra que Tbh juega un papel vital no solo en la síntesis de octopamina, sino también en la gestión de comportamientos y en la adaptación a cambios en el entorno. Diferentes isoformas de Tbh se expresan en varias células, lo que lleva a una diversidad funcional en la síntesis de neurotransmisores. La actividad de Tbh puede ser influenciada por varios factores, lo que sugiere un mecanismo sofisticado detrás de cómo las moscas y potencialmente otros animales manejan sus respuestas a los estrés ambientales.

Este conocimiento contribuye a nuestra comprensión de cómo funcionan los sistemas de neurotransmisores y podría arrojar luz sobre sistemas similares en otras especies, incluyendo humanos. La investigación continua seguirá investigando las implicaciones más amplias de Tbh para el comportamiento y la fisiología.