Investigadores de la Universidad de Pensilvania han concretado un importante avance en cuanto a la identificación y comprensión de los procesos moleculares y genéticos que marcan la percepción de la gravedad. Lograron verificar que el pequeño gusano C. elegans siente y responde a la fuerza de la gravedad a partir de la influencia de la dopamina, un neurotransmisor que controla diversas funciones en el cuerpo.
La dopamina tendría un papel crucial en la percepción de la gravedad, ya que el gusano pierde o recupera la capacidad de moverse en respuesta a las fuerzas gravitacionales en función de la presencia o ausencia de este neurotransmisor. Según una nota de prensa, el gusano Caenorhabditis elegans es ideal para comprender cómo percibimos la gravedad, porque comparte más de la mitad de sus genes con el ser humano.
Se define a la gravedad como el fenómeno natural que permite que los objetos con masa se atraigan entre sí. Esta fuerza puede observarse en múltiples magnitudes y escenarios, desde el mundo microscópico hasta en la interacción entre los planetas, galaxias y otros objetos cósmicos. Aunque todos percibimos la gravedad y dependemos de la misma para el equilibrio y la orientación, se desconocen en gran parte los mecanismos a través de los cuales sentimos esta fuerza fundamental.
La dopamina y la gravedad
En la nueva investigación, publicada en la revista BMC Biology, los científicos buscaron determinar si el gusano C. elegans podía percibir la gravedad. El problema se planteó luego de observar que los gusanos tendían a navegar siempre hacia el fondo de un recipiente, cuando eran arrojados al mismo. Sin embargo, no se hundían por una cuestión de distribución de peso.
Para los científicos, esta era una excelente oportunidad para identificar las vías moleculares responsables de la gravitaxis, que es la capacidad de moverse como respuesta a las fuerzas gravitacionales. Al lograr determinar que los gusanos se hundían por efecto de la gravedad y en cierta forma sentían su influencia, intentaron hallar algún elemento químico que determinara este comportamiento.
Al desactivar el neurotransmisor dopamina en gusanos mutantes, apreciaron que estos ejemplares perdían la capacidad de percibir las fuerzas gravitacionales. La dopamina es habitualmente relacionada con las sensaciones placenteras y relajantes, pero en realidad impacta en muchos otros procesos. Los investigadores comprobaron ahora que podría estar directamente relacionada con nuestra percepción de la gravedad.
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Procesos neuronales y percepción de la gravedad
Además de verificar el resultado que produce la desactivación de la dopamina, los científicos avanzaron un poco más y suministraron a los gusanos mutantes una serie de suplementos de dopamina. Para su sorpresa, observaron que en muchos casos los gusanos que habían recibido nuevamente la dopamina recuperaron la gravitaxis: reaccionaban a las fuerzas gravitacionales como los ejemplares que no fueron modificados genéticamente. En consecuencia, la habilidad puede recuperarse por métodos químicos.
Aunque existen diferencias anatómicas entre las distintas especies de animales, incluyendo a los seres humanos, a nivel molecular y genético pueden encontrarse similitudes que permiten avanzar en la comprensión de determinados fenómenos. Al parecer, esta investigación sobre la percepción de la gravedad en el gusano C. elegans podría desvelar cómo los seres humanos experimentamos la influencia de esta fuerza.
La conclusión principal de los científicos estadounidenses es que la percepción de la gravedad no está mediada por fuerzas pasivas como la distribución de masa o los efectos hidrodinámicos, según lo verificado en el estudio. Por el contrario, estaría determinada por procesos neuronales activos, que involucran en gran medida a la dopamina.
Referencia
Caenorhabditis elegans exhibits positive gravitaxis. Chen, WL., Ko, H., Chuang, HS. et al. BMC Biology (2021).DOI:https://doi.org/10.1186/s12915-021-01119-9
Foto: Caenorhabditis elegans, un gusano redondo transparente de aproximadamente 1 milímetro de longitud que desvela los misterios sobre cómo experimentamos las fuerzas gravitacionales. Crédito: Universidad de Pensilvania.