El pas de la joventut a l'etapa adulta és crucial per al desenvolupament i reproducció de totes les espècies. En el cas del humans, el final de la infància dóna pas a la pubertat, una etapa on apareixen els caràcters sexuals i que culmina amb la maduració dels òrgans sexuals, i és seguit per l'adolescència, període en què es completa el desenvolupament de l'organisme adult.

Els insectes realitzen la seva transformació de larva a adult a través de la metamorfosi. Per a la majoria, aquest procés requereix adoptar un estadi intermedi, anomenat pupa, similar a la nostra adolescència. Quan la larva arriba a una mida mínima, l'hormona juvenil - que regula la fase larva dels insectes - desapareix i s'expressa el factor E93, que es manté durant tota la metamorfosi.

Durant molt de temps, es pensava que la desaparició de l'hormona juvenil era la responsable de que la larva comencés la metamorfosi. Ara, però, investigadors de l'Institut de Biologia Evolutiva (IBE), un centre mixt del CSIC i de la Universitat Pompeu Fabra, han descobert que és l'expressió del gen E93 la responsable d’iniciar el pas de la forma juvenil a la forma adulta dels insectes.

L'equip de recerca ja havia proposat el gen E93 com a responsable de la metamorfosi en un estudi anterior, però no ha estat fins ara que ha descobert que aquest gen és també el que inicia el procés de canvi. "Quan la larva arriba als darrers estadis de la joventut, s'observa una baixada en els nivells de l'hormona juvenil i un increment del factor E93 justament quan comença la metamorfosi", comenta David Martín, investigador principal de l'IBE i co-responsable de l'estudi, juntament amb el Xavier Franch (també investigador principal de l'IBE). "La coincidència d'aquests dos esdeveniments feia difícil saber quin dels dos factors era essencial per a induir la metamorfosi. Ara, hem sortit de dubtes: si no hi ha expressió del gen E93, no hi ha metamorfosi", afegeix.

Aquesta observació suposa un canvi en el paradigma clàssic, centrat en la caracterització dels factors que mantenen els insectes a la seva forma juvenil, com ho és l'hormona homònima, per a entendre com esdevé la metamorfosi. "Podríem dir que l'hormona juvenil s'encarrega de propiciar una situació òptima de mida i maduresa abans de que comenci la metamorfosi. Ara bé, és el factor E93 el responsable d'activar tots els dramàtics canvis que transformen la larva en l'insecte adult", comenta Silvia Chafino, investigadora post-doctoral al grup de Martin i Franch i primera autora de l'estudi.

El gen E93 està conservat en moltes espècies d'insectes, fins i tot en alguns que exhibeixen un cicle de metamorfosi diferent. En els humans, aquest gen també existeix, i està relacionat amb la regulació d'algunes hormones sexuals. "Les observacions que es poden fer en un gen tan conservat evolutivament parlant poden tenir repercussió en moltes altres espècies", especula el Xavier Franch. El gen E93, o més aviat l'absència de la seva expressió, podria doncs estar relacionat amb l'extensió de la joventut, no permetent als teixits i òrgans entrar en l'adultesa o mantenint característiques juvenils, com una major plasticitat i capacitat de regeneració cel·lular.

Article de referència: Upregulation of E93 Gene Expression Acts as the Trigger for Metamorphosis Independently of the Threshold Size in the Beetle Tribolium castaneum; Chafino S, Ureña E, Casanova J, Casacuberta E, Franch-Marro X, Martín D. Cell Rep. 2019 Apr 23;27(4):1039-1049.e2. doi: 10.1016/j.celrep.2019.03.094.