Las moscas confirman la existencia de un sexto sabor, el alcalino

Las moscas saborean m¨¢s que los humanos. Estos ¨²ltimos, y todos los mam¨ªferos, tienen receptores en la lengua del dulce, el salado, el amargo y el ¨¢cido. Hace unas d¨¦cadas se descubri¨® la existencia de otros espec¨ªficos para el umami. Ahora, un grupo de cient¨ªficos ha demostrado que la mosca de la fruta (Drosophila melanogaster) detecta lo que ser¨ªa un sexto sabor, el alcalino. Propio de sustancias que, como la sosa c¨¢ustica, tienen un pH elevado, esta capacidad de detectarlo les dar¨ªa una ventaja al evitar comida y entornos potencialmente peligrosos.

Antes de que los humanos le dieran otra funci¨®n cultural (el disfrute), el sentido del gusto era un gestor de la escasez. Los animales est¨¢n programados para pasar hambre y el sabor les da pistas de lo nutritivo que es un alimento. Pero este sentido tambi¨¦n sirve como centinela: avisa de que un compuesto puede estar en mal estado y ser perjudicial. La fisiolog¨ªa y la qu¨ªmica de todos los seres vivos se desenvuelve en entornos con un pH neutro (valor de 7). Las sustancias extremadamente ¨¢cidas (el ¨¢cido clorh¨ªdrico, con su pH 0, por ejemplo) hacen complicada la vida. Pero lo mismo sucede con las muy alcalinas (una base como el hidr¨®xido de sodio tiene un pH de 14). Sin embargo, aunque se sospecha que otros animales, como los gatos, tambi¨¦n detectan el sabor b¨¢sico, solo se hab¨ªa demostrado en una especie de escarabajos.

A la corta lista hay que a?adir a la mosca de la fruta. Cient¨ªficos de la Universidad de California, la Academia China de Ciencias y el Centro Monell de Sentidos Qu¨ªmicos (Estados Unidos) han descubierto que tiene receptores dedicados espec¨ªficamente a detectar el sabor b¨¢sico. Esta dros¨®fila es uno de los animales m¨¢s habituales de los laboratorios. Su genoma lo forman poco m¨¢s de 15.000 genes (el de los humanos supera por poco los 20.000). Sirve como modelo para estudiar muchas enfermedades humanas y recientemente se cre¨® el primer mapa de un cerebro de una sus larvas. Pero, aunque se hayan identificado todos sus genes, se desconoce la funci¨®n que tienen la mayor¨ªa de ellos.

Lo que han publicado estos investigadores en la revista cient¨ªfica Nature Metabolism ha sido el hallazgo en este pajar gen¨¦tico de un gen al que han bautizado alka, porque esconde las instrucciones para detectar la alcalinidad de una sustancia.

¡°Las moscas detectan los diferentes sabores usando principalmente neuronas receptoras gustativas (NRG), an¨¢logas a las c¨¦lulas receptoras gustativas humanas, presentes en el labelo, equivalente a nuestra lengua¡±, dice Yali Zhang, bioqu¨ªmico del Centro Monell y principal autor del descubrimiento. ¡°Adem¨¢s, tambi¨¦n usan las NRG de los tarsos de sus patas para detectar sustancias gustativas¡±. Es decir, ya al posarse saben si esa sustancia es dulce, ¨¢cida... O alcalina, como han visto ahora.

Moscas mutantes

Para descubrirlo, usaron la t¨¦cnica de modificaci¨®n gen¨¦tica CRISPR, obteniendo decenas de moscas mutantes a las que les faltaba un determinado gen de los que presupon¨ªan relacionados con los sentidos (uno de los autores, Craig Montell, de la Universidad de California, acumula a?os identificando receptores sensoriales de la mosca de la fruta). Entonces pusieron delante de las moscas dos gotitas, una de glucosa y la otra con el mismo az¨²car, pero al que le a?adieron hidr¨®xido de sodio, conocida como sosa c¨¢ustica, una de las bases m¨¢s alcalinas que hay. Todos los insectos a los que no manipularon los genes eligieron la soluci¨®n dulce, evitando la b¨¢sica. Lo mismo sucedi¨® con casi todas las mutantes, menos a unas a las que hab¨ªan bloqueado la expresi¨®n de un gen de funci¨®n desconocida llamado CG12344. Estas redujeron la aversi¨®n natural a las sustancias alcalinas. Incluso, prefer¨ªan las gotitas de hidr¨®xido de sodio si su concentraci¨®n no era muy alta.

Como exist¨ªa la posibilidad de que esta atracci¨®n se debiera a la sal del compuesto (el sodio), llegaron a crear moscas con una doble mutaci¨®n, una para que no les repugnara el hidr¨®xido y otra para que no percibieran el sabor salado. De nuevo, estas dros¨®filas segu¨ªan sin evitar la soluci¨®n alcalina. En su af¨¢n por descartar explicaciones alternativas, observaron c¨®mo las distintas moscas extend¨ªan o recog¨ªan su prob¨®scide, la especie de trompa que acaba en el labelo y que usan para alimentarse. Las moscas mutantes no lo recog¨ªan cuando detectaban la sustancia con pH alto. Para descartar que se debiera al compuesto en s¨ª, que es muy alcalino, repitieron los ensayos con otra base, el carbonato de sodio, con un pH menor. Volvieron a obtener los mismos resultados. En otra serie de experimentos ya extremos, manipularon las neuronas gustativas alcalinas de varios insectos con luz mediante optogen¨¦tica, de tal manera que cuando se las iluminaba de forma intensa con la parte roja del espectro, las excitaban. Esta activaci¨®n hizo que los insectos no solo prefirieran el sabor b¨¢sico, sino que evitaban el dulce.

Cuando activamos las neuronas receptoras gustativas al exponerlas a la luz roja, las moscas perciben el sabor de la sacarosa como alcalino, por lo que rechazan la sacarosa¡±

Yali Zhang, bioqu¨ªmico del Monell Chemical Senses Center (Estados Unidos)

¡°Cuando activamos las NRG al exponerlas a la luz roja, las moscas perciben el sabor de la sacarosa como alcalino, por lo que rechazan la sacarosa que, en condiciones normales, les ser¨ªa atractiva. Esto indica que el sabor alcalino puede reprimir el sabor dulce¡±, explica Zhang. ¡°Cuando agregas algo amargo, como la cafe¨ªna, a una taza de leche con chocolate, disminuir¨¢ su sabor dulce e incluso har¨¢ que sea amargo porque la cafe¨ªna suprime el sabor dulce¡±, compara. Zhang y sus colegas se hab¨ªan ganado el derecho de renombrar al gen CG12344 como alka. Lo hab¨ªan identificado, encontrado su funci¨®n y demostrado c¨®mo las moscas saborean la alcalinidad.

No todas las sustancias alcalinas son necesariamente t¨®xicas, pero s¨ª la mayor¨ªa. ¡°El pH es importante para todos los organismos vivos, ya que necesitan que su alimento tenga unos rangos de pH espec¨ªficos para vivir¡±, recuerda Zhang. ¡°Adem¨¢s, desempe?a un papel esencial en el metabolismo, la fisiolog¨ªa y la nutrici¨®n de los organismos, porque muchos procesos biol¨®gicos, como las reacciones enzim¨¢ticas, requieren niveles de pH precisos (un pH de 7,4) para que se produzcan¡±, a?ade. Las bases o sustancias alcalinas est¨¢n ampliamente presentes en los ecosistemas y una ¡°alcalinidad fuerte es fisiol¨®gicamente da?ina, provocando alcalosis¡±, termina.

Los humanos lo hemos perdido, pero en el resto del mundo animal, si no detectas un compuesto t¨®xico, mueres¡±

Juan Alca?iz, investigador del Instituto de Neurociencias de la Universidad Miguel Hern¨¢ndez

Juan Alca?iz, que estudia los sentidos de la D. melanogaster en el Instituto de Neurociencias de la Universidad Miguel Hern¨¢ndez, destaca el valor como centinela de estos receptores descubiertos. ¡°No se trata solo de la comida. Las hembras despu¨¦s tienen que poner sus huevos y han de evitar entornos alcalinos¡±, recuerda. Esto puede dar una ventaja evolutiva y lo m¨¢s probable es que lo descubierto en la mosca de la fruta tambi¨¦n se halle en otros insectos y, por qu¨¦ no, en los mam¨ªferos. Alca?iz, que valora el descubrimiento de un nuevo receptor suficiente y espec¨ªfico de la alcalinidad, llama la atenci¨®n sobre el hecho de que el gusto es un sentido tan esencial que apenas hay patolog¨ªas del sistema gustativo. ¡°Los humanos lo hemos perdido, pero en el resto del mundo animal, si no detectas un compuesto t¨®xico, mueres¡±.

Lo dif¨ªcil es saber si lo que tiene la mosca de la fruta tambi¨¦n lo tienen los humanos. La l¨®gica del gusto de unas y otros es similar: unas c¨¦lulas gustativas detectan las mismas mol¨¦culas enviando una serie de se?ales al cerebro. Pero los receptores de insectos y mam¨ªferos no tienen nada que ver. Francisco Mart¨ªn estudia la fisiolog¨ªa molecular del comportamiento en el Instituto Cajal (CSIC). ¡°Es de esperar que tambi¨¦n pase en humanos. Pero el mecanismo de la mosca no lo usa el humano¡±, sostiene. El canal que se activa en las moscas se parece, pero muy lejanamente, a un canal de las c¨¦lulas humanas, que no tiene nada que ver con el gusto. ¡°Los vertebrados ni siquiera tenemos el gen de las moscas¡±, a?ade. Tanto Alca?iz como Mart¨ªn coinciden en que este nuevo descubrimiento abre el camino a buscar estos receptores de lo b¨¢sico en los humanos.

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