¿Por qué es tan diversa la capacidad olfativa de los insectos?

Aunque no tienen narices convencionales, los insectos se han adaptado a captar los olores en casi todos los nichos imaginables. Los mosquitos nos encuentran por nuestras moléculas de olor, que se unen a los receptores de olor en sus antenas, las abejas son atraídas hacia las flores de la misma manera, mientras que las garrapatas detectan un huésped que se aproxima usando receptores en sus patas delanteras. La capacidad de los insectos para oler se adapta de manera única a sus necesidades y hábitats y Vanessa Ruta, Profesora Asociada de la Universidad Rockefeller, revela una clave de esta versatilidad en una investigación.

"Todos los animales utilizan grandes familias de receptores olfativos para detectar la increíble variedad de sustancias químicas que existen a nuestro alrededor. Los insectos desarrollaron una solución molecular única, el grupo más grande y diverso de canales especializados en la naturaleza, debido al gran número de diferentes especies de insectos. Y sin embargo, sabíamos tan poco sobre estas proteínas", dijo Ruta. Ruta y sus colegas revelaron la estructura de una proteína para el olor de los insectos que proporciona una explicación de cómo estos desarrollaron millones de receptores de olor adecuados para una amplia gama de estilos de vida y hábitats.

Cada unidad olfativa de los insectos es un canal compuesto por dos proteínas diferentes: un receptor de olor que se abre por una molécula de olor específica, y un co-receptor llamado Orco. Mientras que los receptores de olor son altamente específicos para cada especie de insecto, Orco es casi el mismo en todos ellos. "Puedes tomar un Orco de un insecto y funciona con el receptor de olor de cualquier otro insecto", explica Ruta. Cómo un Orco se ensambla con cientos de miles de receptores de olor fue un fascinante rompecabezas evolutivo y molecular para Ruta, y quería verlo con más detalle.

Una vista del canal Orco desde arriba, mirando hacia abajo en el poro. Cuando las secuencias de receptores de olor fueron mapeadas en esta estructura del canal Orco, algunas áreas eran muy similares, mostradas en magenta, y otras áreas eran variables, mostradas en cian. La mayoría de las similitudes en los receptores de olor se concentran a lo largo del poro central, dejando al resto de la proteína libre para diversificarse, sugiriendo cómo la arquitectura de esta familia de receptores se acomoda a su notable diversidad de secuencias y facilita la evolución de la sintonía de los olores. (Foto: Vanessa Ruta)

Usando microscopía crioelectrónica, Ruta y sus colegas resolvieron la estructura de Orco, que sirve como la primera plantilla estructural para entender esta enorme familia de proteínas. "Orco mismo puede formar un canal de iones, a diferencia de cualquier otro", dijo Ruta. Tiene un poro central rodeado por cuatro subunidades libremente asociadas, lo que explica cómo puede ensamblarse con tantos receptores de olor diferentes. "Al minimizar las interacciones entre las subunidades, es capaz de acomodar muchas secuencias de proteínas", explicó Ruta, que cree que puede ensamblarse con un receptor de olores y compartir un canal común. La forma de Orco también puede ser crucial para la evolución.

Cuando Ruta trazó la secuencia de receptores de olor en el canal Orco, la similitud era fuerte en los poros, pero débil en las cuatro subunidades vagamente asociadas, lo que puede permitir que esas partes se diversifiquen y evolucionen rápidamente. El Orco también probablemente proporciona un canal que funciona sin importar cuánto se diversifique el receptor de olor, ya que se ensamblan juntos.

La mayoría de los insectos dependen en gran medida de los olores para navegar por el mundo. Y cuando se trata de insectos vectores de enfermedades, como los mosquitos, Ruta dice: "este podría ser un punto de partida para el diseño de repelentes de insectos o sistemas para confundirlos, que revuelven el código olfativo y les impiden encontrar a sus huéspedes humanos". (Fuente: NCYT Amazings)