Resistencia invernal: cómo sobreviven las arañas Clubiona a temperaturas bajo cero
Mientras que la mayoría de las arañas no puede soportar los duros fríos, ciertas especies, como Bolyphantes index de Noruega, muestran una sorprendente resistencia al frío. A ellas se han sumado representantes del género Clubiona, presentes en casi todo el mundo. Su capacidad para permanecer activas incluso durante los meses invernales ha llamado la atención de los científicos, ya que este comportamiento es muy poco común entre las arañas.
La clave para la supervivencia de estos artrópodos son unas proteínas especiales que actúan como anticongelantes naturales. Moléculas similares ya se habían descubierto en peces polares y en algunos insectos, pero en Clubiona surgieron de manera independiente, lo que confirma el fenómeno de evolución convergente. Esto significa que mecanismos de protección contra el frío semejantes aparecieron en organismos distintos, sin parentesco cercano.
Experimentos y hallazgos: cómo funcionan las proteínas anticongelantes de Clubiona
Durante las investigaciones, un equipo internacional dirigido por Lori Graham de la Universidad de Queen’s (Canadá) recolectó 43 ejemplares de Clubiona en el invierno de 2022–2023. Los extractos de sus cuerpos mostraron un efecto sorprendente: el punto de congelación del agua disminuía en más de cuatro grados centígrados. Incluso al diluir considerablemente el extracto, los cristales de hielo dejaban de crecer, lo que confirma la alta eficacia de estas proteínas.
Para aislar estas proteínas, los científicos realizaron cinco ciclos de purificación por afinidad con hielo. La espectrometría de masas identificó varias isoformas de proteínas anticongelantes, cada una de las cuales recibió un número de registro individual en la base de datos GenBank. Es notable que en la estructura de las proteínas se encontraron regiones glicosiladas — carbohidratos unidos — que, según los expertos, estabilizan adicionalmente la molécula a bajas temperaturas.
Genética y estructura: la singularidad de las proteínas de Clubiona
Mediante transcriptómica, los investigadores determinaron que en la muestra estaban presentes al menos tres especies de Clubiona: C. pallidula, C. lutescens y C. brevipes. Las secuencias de las proteínas anticongelantes resultaron ser exclusivas de este género y no se encontraron en otras arañas ni insectos. Este hallazgo resalta la excepcionalidad del mecanismo de protección de Clubiona.
La estructura tridimensional de las proteínas fue modelada mediante el sistema AlphaFold2. Se descubrió que las moléculas presentan un pliegue de β-solenoide con una superficie plana revestida de residuos de treonina. Esta configuración permite que las proteínas se unan eficazmente a los cristales de hielo e inhiban su crecimiento. A diferencia de las proteínas similares en peces, las moléculas de Clubiona se unieron casi por completo a la fracción congelada tras sucesivos ciclos de purificación, lo que indica una alta eficiencia.
Importancia práctica: perspectivas de uso de las proteínas de Clubiona
Comprender el mecanismo de acción de las proteínas anticongelantes de Clubiona abre nuevas oportunidades para la biotecnología. Los científicos creen que estas moléculas podrían utilizarse para proteger cultivos agrícolas del frío, prolongar la conservación de alimentos e incluso en medicina, como en la crioconservación de células y tejidos.
Los experimentos con las proteínas Clubiona demostraron que su eficacia supera a la de muchos análogos conocidos. Esto puede sentar las bases para crear nuevos medicamentos y tecnologías capaces de proteger organismos vivos y materiales frente a bajas temperaturas.
Si no lo sabías: quién es Lori Graham y por qué destaca la Universidad de Queens
Laurie A. Graham es una bioquímica especializada en el estudio de proteínas asociadas a la resistencia a condiciones extremas. Lidera un grupo de investigación en la Queen’s University de Canadá, una de las universidades más antiguas y prestigiosas del país. Queen’s University fue fundada en 1841 y es reconocida por sus logros en medicina, biología e ingeniería. En esta institución trabajan científicos que han realizado importantes aportes al desarrollo de la biología molecular y la biotecnología. En los últimos años, el laboratorio de Graham se ha dedicado activamente a la búsqueda de nuevas proteínas anticongelantes, útiles para la agricultura, la industria alimentaria y la medicina. Gracias a estas investigaciones, Queen’s University ha consolidado su reputación como un centro de innovación biotecnológica de vanguardia. Laurie Graham y su equipo colaboran con organizaciones científicas internacionales y publican regularmente en las principales revistas especializadas. Los descubrimientos realizados en el laboratorio de Graham ya han captado el interés de grandes empresas interesadas en comercializar nuevas biomoléculas. La universidad también respalda startups del sector biotecnológico e impulsa activamente la innovación en sus programas educativos. Gracias a proyectos como el estudio de las proteínas de Clubiona, Queen’s continúa siendo uno de los referentes de la ciencia a nivel mundial.
