La investigación de la UGR sobre los «ojos» de microorganismos podría impulsar nuevas aplicaciones de la optogenética
El grupo DEvoProt estudia las proteínas sensibles a la luz de los protistas para comprender la evolución de la percepción lumínica e identificar nuevas rodopsinas con potencial biotecnológico
La concesión del Premio Nobel de Fisiología o Medicina de 2026 a Karl Deisseroth, Peter Hegemann y Georg Nagel ha situado de nuevo en primer plano la optogenética, una técnica biotecnológica que utiliza rodopsinas —proteínas sensibles a la luz— para controlar la actividad celular mediante impulsos lumínicos.
Esta tecnología ha abierto nuevas posibilidades en la investigación biomédica, especialmente en el estudio del cerebro y sus neuronas. Gracias a ella, los científicos pueden investigar procesos como la memoria, las emociones y el comportamiento. Su desarrollo está estrechamente relacionado con el estudio de proteínas fotosensibles presentes en los «ojos» de microorganismos eucariotas conocidos como protistas.
En este ámbito trabaja el grupo DEvoProt del Instituto Universitario de Investigación del Agua de la Universidad de Granada (UGR), que estudia la diversidad, evolución y función de los llamados eyespots o manchas oculares de los protistas, así como las rodopsinas que contienen.
La investigación de estas estructuras permite profundizar en el origen y la evolución de los sistemas de percepción de la luz y, además, abre la posibilidad de identificar nuevas proteínas fotosensibles con aplicaciones biotecnológicas, entre ellas la optogenética.
Los protistas, una clave para comprender la evolución de la percepción de la luz
A través de proyectos como ProtistEye, financiado por una ERC Starting Grant, y EYE-SEARCH, financiado por la Agencia Estatal de Investigación, los investigadores de DEvoProt estudian los mecanismos moleculares que intervienen en la detección de la luz para reconstruir la historia evolutiva de estas estructuras.
Los resultados contribuyen también a comprender mejor el origen de funciones biológicas relacionadas con la percepción y la interacción con el entorno.
Los protistas constituyen un amplio conjunto de organismos eucariotas unicelulares con formas de vida muy diversas y son el principal objeto de estudio del grupo DEvoProt, integrado en el grupo de Ecología Funcional. Muchos de estos microorganismos responden a la luz y algunos han desarrollado estructuras especializadas para detectarla, conocidas como eyespots, que son funcionalmente análogas, hasta cierto punto, a los ojos de los animales.
Según explica Luis Javier Galindo González, investigador de la Universidad de Granada y responsable de los proyectos ProtistEye y EYE-SEARCH, el estudio de estos organismos permite ampliar el conocimiento sobre los mecanismos que han evolucionado para percibir la luz y comprender cómo funcionan a escala celular.
«Además, esta enorme diversidad biológica podría albergar rodopsinas aún inexploradas que podrían tener nuevas aplicaciones en optogenética», señala.
Muestreos en Sierra Nevada para localizar nuevas especies
El grupo DEvoProt investiga cómo los protistas perciben y responden a la luz con un doble objetivo: avanzar en el conocimiento de la evolución de estos mecanismos y analizar el potencial de nuevas proteínas fotosensibles como herramientas biotecnológicas.
Para ello, los investigadores realizan campañas de muestreo en distintos entornos naturales, entre ellos las lagunas de Sierra Nevada, donde buscan especies de protistas todavía poco conocidas.
Una vez aislados e identificados los microorganismos, el equipo estudia experimentalmente su respuesta a la luz, así como los mecanismos celulares y moleculares que intervienen en estos procesos.
Cuando identifican una rodopsina relacionada con la percepción lumínica, la investigación continúa mediante una colaboración con la doctora María del Carmen Marín Pérez, investigadora del Departamento de Química Física y Analítica de la Universidad de Jaén y especialista en la caracterización de las propiedades biofísicas de estas proteínas.
Su trabajo permite comprender cómo funcionan las rodopsinas y determinar características como las longitudes de onda que las activan o su capacidad para actuar como canales iónicos.
«Conocer cómo funcionan estas proteínas a escala molecular es un paso imprescindible para evaluar su posible utilidad como herramientas optogenéticas», explica la doctora Marín Pérez.
Este tipo de análisis permite valorar el potencial de nuevas rodopsinas y estudiar su posible aplicación en futuras investigaciones experimentales y desarrollos biotecnológicos.
De la investigación básica a las aplicaciones biomédicas
El reconocimiento de la optogenética con el Premio Nobel pone de relieve la importancia de la investigación básica en organismos que, a primera vista, parecen alejados de las aplicaciones biomédicas.
En este contexto, los trabajos desarrollados por la Universidad de Granada y la Universidad de Jaén contribuyen a esclarecer el origen evolutivo de los sistemas de percepción lumínica que hicieron posible el desarrollo de esta tecnología.
Además, sus investigaciones amplían el conocimiento sobre la diversidad de mecanismos biológicos que utilizan los seres vivos para responder a la luz y abren nuevas vías para identificar proteínas que podrían convertirse en herramientas de interés para la optogenética.
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