Quin és l’objectiu científic principal abordat a l’article, i per què és rellevant?

L’estudi investiga el paper d’un RNA petit no codificant, el piRNA-305221, en la regulació hormonal de l’ovari de la panerola alemanya (Blattella germanica). Concretament, analitza la participació d’aquest piRNA en la conversió de l’ecdisona (l’hormona de la muda) a la seva forma activa, 20-hidroxiecdisona (20E), essencial per a la reproducció. És rellevant perquè amplia el coneixement sobre els piRNAs, tradicionalment associats a la protecció del genoma davant transposons d’origen víric. I a més, aportemt evidències de que els piRNAs poden influir també en la regulació gènica, de processos endocrins complexos. Aquest descobriment obre noves vies per entendre la regulació molecular en insectes i pot inspirar estratègies innovadores en biotecnologia i control de plagues.

Quina metodologia s’ha utilitzat? Per què?

S’ha aplicat una tècnica de knockdown mitjançant oligonucleòtids antisentit (ASO) per reduir els nivells del piRNA-305221 en femelles adultes de la panerola. Aquesta aproximació és ideal per estudiar molècules petites  no codificants, ja que permet una inhibició específica sense haver de modificar el genoma. L’estudi es complementa amb qRT-PCR per quantificar l’expressió gènica, HPLC-MS/MS per quantificar la 20E , i tècniques de microscòpia per observar canvis morfològics en ovaris i embrions. Aquesta combinació assegura una visió completa dels efectes determinats pel tractament, des del nivell molecular fins al fenotip.

Quins són els principals resultats de l’estudi?

Hem vist que el piRNA-305221 té un paper clau en la regulació de la reproducció. Quan es redueixen els seus nivells, es retarda l’oviposició i els embrions  sovint presenten anomalies greus. A nivell molecular, aquesta disminució altera la síntesi hormonal: Tot i que alguns gens implicats en la síntesi de 20E augmenten la seva activitat, el gen shade, que codifica per un enzim que transforma l’ecdisona en la seva forma activa 20-hidroxiecdisona (20E), es redueix dràsticament. Com a resultat, els nivells de 20E cauen gairebé un 94 %, provocant un desequilibri hormonal que afecta processos clau en la maduració dels oòcits i en la formació del còrion (equivalent a la closca de l’ou en insectes) i . Aquest descobriment és rellevant perquè mostra que un piRNA pot influir en la regulació endocrina, ampliant el seu paper més enllà de la protecció del genoma.

Quines podrien ser les aplicacions o implicacions potencials dels resultats de la recerca en termes pràctics?

Els resultats obren la porta a aplicacions molt interessants. La possibilitat de manipular piRNAs per reduir la fertilitat en insectes apunta a noves estratègies per al control biològic de plagues, més selectives i sostenibles que els insecticides convencionals. A més, aquest descobriment aporta informació clau sobre l’evolució de les funcions dels piRNAs en insectes hemimetàbols i obre la via a estudis comparatius que ajudin a entendre com aquests mecanismes reguladors s’han diversificat en la història evolutiva dels insectes.

Quins són els passos següents que us plantegeu a partir dels resultats obtinguts?

La nostra aportació en aquest treball s’ha centrat especialment en la identificació bioinformàtica del piRNA-305221, una tasca clau per poder abordar la seva funció. A partir d’aquí, en col·laboració amb els coautors, ens interessa contribuir a desxifrar els mecanismes que expliquen la reducció del gen shade ja que no sembla ser una dianadirecte del piRNA-305221. Això ens porta a sospitar que hi ha altres reguladors implicats que convindria identificar. També volem explorar el paper d’aquest piRNA en les primeres etapes del desenvolupament embrionari, perquè és aportat maternalment i podria tenir funcions essencials més enllà de l’ovari adult. D’altra banda, ens interessa analitzar altres piRNAs i comparar la seva presència i funció en diferents grups d’insectes per entendre com han evolucionat aquests mecanismes reguladors. Amb això, esperem contribuir a dibuixar un mapa més complet de les funcions dels piRNAs i aportar noves claus sobre la diversificació evolutiva en insectes hemimetàboles.

 

Vols comentar alguna cosa més?

l’estudi s’ha fet en el marc de la tesi doctoral del David, amb suport de la beca FPU del Ministerio que és co-dirigida per la Maria Dolors Piulachs de l’Institut de Biologia Evolutiva, on pertanyen també els investigadors que consten com a primers autors del treball.