Los C. elegans perciben el entorno físico para adaptar sus movimientos
Al estudiar el nematodo Caenorhabditis elegans, investigadores del ICFO y sus colaboradores han descubierto que las neuronas receptoras del tacto pueden detectar la fricción que se genera cuando el gusano se arrastra por el suelo. De este modo, el gusano puede moverse activamente para explorar su entorno e ir ajustando su posición. Los resultados han aparecido recientemente publicados en Nature Communications.
Habitualmente se utiliza al Caenorhabditis elegans, un gusano de un milímetro de longitud, como animal modelo para estudiar la mecanosensación, es decir, la capacidad de los animales de detectar fuerzas mecánicas (como el tacto, la presión o el estiramiento) y convertirlas en señales eléctricas que el cerebro pueda interpretar.
Durante mucho tiempo se pensó que las neuronas receptoras del tacto (TRN), situadas a lo largo de la superficie corporal del animal, solamente percibían de forma pasiva estímulos táctiles simples a medida que estos se producían, para luego desencadenar la correspondiente respuesta evasiva.
Ahora, un equipo de investigadores del ICFO, formado por la Dra. Aleksandra Pidde, la Dra. Montserrat Porta de la Riva, la Dra. Costanza Agazzi, la Dra. Carmen Martínez Fernández, Alice Lorrach, la Dra. Neus Sanfeliu Cerdán, la Dra. Alba Calatayud Sánchez, y liderado por el profesor del ICFO Michael Krieg, y en colaboración con el Centre Internacional de Mètodes Numèrics en Enginyeria (CIMNE) y la Universitat Politècnica de Catalunya (UPC), ha demostrado en un estudio publicado en Nature Communications que estos receptores también pueden detectar fuerzas dependientes de la velocidad, como la fricción que ejerce la superficie sobre la que el gusano se arrastra. Esto significa que el propio gusano puede generar movimientos para recopilar, activamente, información sensorial sobre su entorno, en lugar de limitarse a recibirla de forma pasiva.
“Cuando un organismo se mueve, necesita sentir la superficie. Sin esa información de retorno, apenas podríamos caminar ni mantener la postura, tendríamos continuamente una sensación parecida a la que experimentamos cuando se nos duerme una pierna”, explica el Prof. Michael Krieg, autor principal del artículo. “En los animales que reptan también se produce, a través de mecanorreceptores especializados, esta retroalimentación propioceptiva, la cual sirve para optimizar la energía invertida en la locomoción”. Así, la pared corporal del gusano está constantemente detectando a qué velocidad se mueve y cuánta resistencia encuentra por parte de la superficie, lo que permite al organismo desplazarse de forma eficiente y adaptarse a entornos cambiantes.
En concreto, los investigadores han identificado una función conductual hasta ahora desconocida de la PVM, una de las seis neuronas responsables de percibir estímulos mecánicos suaves en el C. elegans. Esta neurona parece detectar de forma selectiva los sustratos blandos y transmitir esta información a las neuronas propioceptivas (neuronas que perciben la posición y el movimiento del propio cuerpo del animal). De esta manera, el gusano pueda ajustar su postura y su movimiento en un proceso similar al que siguen los mecanorreceptores que tenemos en las plantas en nuestros pies.
Esta conexión entre mecanorreceptores y propioceptores se puso de manifiesto también al estudiar ejemplares mutantes de C. elegans que tenían alterada la actividad de MEC-4 (una proteína especializada que ayuda al gusano a detectar fuerzas mecánicas y a convertirlas en señales eléctricas). Estos ejemplares mostraban un comportamiento aletargado y una movilidad reducida, sugiriendo de nuevo que la capacidad de detectar y transmitir estímulos mecánicos es esencial para un movimiento eficiente.
En conjunto, el estudio demuestra por primera vez que el contacto entre el cuerpo y el sustrato desempeña un papel importante para que animales sin ojos se orienten en el espacio mientras se desplazan.
Referencia:
Pidde, A., Porta-de-la-Riva, M., Agazzi, C. et al. Mechanosensory encoding of surface mechanics optimizes locomotion. Nat Commun 17, 9083 (2026).
DOI: https://doi.org/10.1038/s41467-026-75352-7
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