Un descubrimiento con gran potencial para el control de plagas muestra que los invertebrados quitinosos, como los insectos, pueden realizar simultaneamente, durante cada ciclo de muda, la degradación parcial del exoesqueleto viejo y la síntesis de la nueva cutícula gracias a una proteína. La alteración de esta sustancia daria lugar a severos defectos de muda y seria letal para el insecto.
Durante cada ciclo de muda de desarrollo de los insectos, la síntesis de la nueva cutícula (principal parte estructural y de protección del exoesqueleto del insecto) se produce simultáneamente con la degradación parcial del exoesqueleto viejo que la recubre a través de la acción de determinadas enzimas de muda.
Hasta ahora se creia que la nueva cutícula quedaba protegida de la acción de estos enzimas mediante la presencia de una capa impermeable como barrera física, evitando que los enzimas deterioren la cuticula nueva y garantizando así la degradación selectiva sólo de la vieja.
 Tribolium castaneum, USDA |
En un estudio realizado en la Universidad de Kansas (EEUU) utilizando el escarabajo rojo de la harina (Tribolium castaneum) como insecto modelo, se ha descubierto que es otro el mecanismo que hace posible la acción selectiva de los enzimas de muda como las quitinasas.
La quitinasa, que degrada la quitina, un polisacarido que es componente principal del resistente exoesqueleto de los insectos, contribuye a la degradación de la cutícula vieja del insecto pero no queda excluida de la cutícula recién sintetizada por una barrera física como se suponía, sino que también está presente en ésta.
La nueva cutícula no está protegida de la acción de la quitinasa por una capa impermeable sino por una proteína llamada Knickkopf (TcKnk). Esta proteína está presente junto a la quitina en la nueva cutícula y la organiza en láminas.
La inhibición de la proteina TcKnk implica la pérdida de quitina, defectos graves de muda y letalidad en todas las etapas de desarrollo del insecto. La conservación de la proteina Knickkopf a través de los taxones de insectos, arácnidos, crustáceos y nematodos sugiere que su papel fundamental en el ordenamiento laminar y la protección de la quitina del exoesqueleto puede ser común a todos los invertebrados quitinosos.
El descubrimiento puede ampliar las posibilidades para el control selectivo de plagas, asi como para el desarrollo de nuevos biomateriales de gran resistencia y ligereza.
Fuente: Kansas University
Sujata S. Chaudharia, Yasuyuki Arakaneb, Charles A. Spechtc, Bernard Moussiand, Daniel L. Boylee y otros: Knickkopf protein protects and organizes chitin in the newly synthesized insect exoskeleton, PNAS October 11, 2011
