Importancia de la ubiquinona de la dieta en estirpes de C. elegans que no sintetizan benzoquinonas

Abstract

La ubiquinona (UQ) es un lípido esencial en la mayoría de los organismos, por su función como transportador de electrones en la cadena respiratoria mitocondrial, con un rol central para la fosforilación oxidativa, y como antioxidante en las membranas. La UQ proviene de la biosíntesis y en el caso del nematodo C. elegans también en pequeñas cantidades de la dieta basada en E. coli. Existen mutantes de este nematodo en la vía de biosíntesis de UQ, siendo el mutante en clk-1 el más estudiado por ser el único viable y que además presenta mayor longevidad respecto a la estirpe silvestre (N2), siempre y cuando el alimento contenga una fuente de UQ. Con una dieta sin UQ el mutante en clk-1 no completa su desarrollo y se detiene en el estadio larvario L2. C. elegans cuenta con otra benzoquinona particular, la rodoquinona (RQ). Permite el funcionamiento en reversa de la succinato deshidrogenasa, es decir como fumarato reductasa, lo cual es de gran importancia en situaciones de hipoxia, donde la UQ no puede regenerarse. La RQ se encuentra en organismos que en alguna etapa de su vida habitan en atmósferas con baja tensión de oxígeno. En el caso de C. elegans, se ha especulado que podría ser útil en el estadio de resistencia, dauer, y para sobrevivir en ambientes con sulfuro o cianuro que pueden ser producidos por bacterias como Pseudomonas spp. La biosíntesis de RQ en C. elegans es a través de la vía de la kinurenina, cuyo precursor es el triptófano que también da lugar a la síntesis de novo de NAD+. La vía de biosíntesis de RQ comparte algunas enzimas con la biosíntesis de UQ, pero al contrario de ésta, no se ha definido cabalmente la importancia de la RQ. En el marco de esta tesina se evaluaron los fenotipos de los mutantes nulos en la biosíntesis de UQ (clk-1(qm30)), de RQ (kynu-1(tm4924)), y el doble mutante (clk-1;kynu-1), en dietas con y sin UQ, con el fin de estudiar qué procesos se ven afectados por la ausencia de estas benzoquinonas. Los resultados indican que a diferencia de los mutantes en clk-1, los mutantes en kynu-1 pueden vivir aún con alimento sin UQ, en tanto el doble mutante puede reproducirse en dieta con UQ, pero exhibe fenotipos adicionales al mutante en clk-1 (movimientos más lentos, mayor desincronización de los estadios y progenie temprana inviable) y también sufre un arresto larvario si se alimenta con dieta sin UQ. De forma complementaria se puso en marcha un protocolo de respirometría en los nematodos en el equipo Seahorse XF Pro Analyzer, con resultados preliminares que indican que el mutante en clk-1 tiene una menor tasa de consumo de oxígeno (OCR) que N2, el mutante en kynu-1 no exhibe diferencias apreciables con N2, pero el doble mutante tiene un OCR más alto que N2, por lo que la falta de ambas benzoquinonas genera un nuevo fenotipo, resultado, que no podemos racionalizar sin nuevos experimentos que permitan disecar mejor el fenómeno observado.