Consiguen insertar un gen de hace 500 millones de años en un organismo moderno

Publicado por el Jul 12, 2012

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Fotos: Instituto de Tecnología de Georgia

Un grupo de investigadores del Instituto de Tecnología de Georgia ha conseguido insertar un gen de hace 500 millones de años en una bacteria moderna, que creció y se multiplicó después durante más de mil generaciones y permitió a los científicos observar los mecanismos evolutivos en plena acción. Un paso de gigante hacia la ficción cinematográfica de Parque Jurásico.

“Es lo más cerca que podemos estar de rebobinar y volver a ver el vídeo molecular de la vida”, afirma Betül Kaçar, astrobiólogo de la NASA en el Centro de Orígenes Ribosómicos y Evolución del Instituto de Tecnología de Georgia. “La posibilidad de observar un gen antiguo en un organismo moderno, y cómo éste evoluciona en el interior de una célula moderna, nos permite ver tanto su trayectoria evolutiva a medida que se va replicando como la forma en que la vida misma es capaz de adaptarse siguiendo caminos completamente diferentes”.

Ya en el año 2008, el supervisor de la tesis de Kaçar, Eric Gaucher, determinó la antiguedad de la secuencia genética de la proteína EF-Tu en la bacteria Escherichia Coli. Se trata, en efecto, de una de las proteínas más abundantes en la bacteria y es esencial para su supervivencia. La misma proteína se encuentra también en toda la vida celular conocida.

Después de muchos esfuerzos, los investigadores lograron colocar este antiquísimo gen en su lugar y orden correcto, sustituyendo a su versión contemporánea dentro de una bacteria E. Coli. Kaçar produjo después ocho cepas de bacterias idénticas y dejó que  la evolución siguiera su curso.


Kaçar y Gaucher en su laboratorio

Así, esas bacterias quiméricas compuestas de una mezcla de genes antiguos y modernos fueron multiplicándose y creciendo, aunque las primeras generaciones lo hicieron dos veces más despacio que sus “colegas” con una dotación genética exclusivamente moderna.

El organismo alterado, explican los científicos, no era tan saludable y apto como su versión moderna, por lo menos al principio. Pero eso cambió en poco tiempo. De hecho, Kaçar y su equipo pudieron ver cómo, día a día y generación tras generación, las bacterias modificadas con el gen de hace 500 millones de años iban acumulando mutaciones que las hacían cada vez más saludables y eficientes.

Incluso la tasa de crecimiento aumentó, al mismo tiempo que otras características importantes. Después de las primeras 500 generaciones, los investigadores secuenciaron los genomas de los ocho linajes bacterianos para determinar hasta qué punto las bacterias se habían adaptado. Y se encontraron con que no solo se habían acercado extraordinariamente a la eficacia de las bacterias “modernas”, sino que incluso gozaban de una salud mejor.

Sin embargo, un análisis más detallado reveló que el gen EF-Tu no había acumulado mutación alguna. En su lugar, sí que habían mutado las proteínas modernas que interactuaban con el gen prehistórico dentro de las bacterias, y esas mutaciones eran, precisamente, las responsables de la rápida adaptación que permitió aumentar la salud y la eficacia de los organismos modificados. En otras palabras, el gen antiguo no mutó para parecerse cada vez más a su versión moderna, sino que la bacteria encontró, y siguió, una nueva trayectoria evolutiva para adaptarse al cambio.

Estos impresionantes resultados fueron presentados en la Conferencia Internacional de Ciencias Astrobiológicas de la NASA. Ahora, los investigadores siguen estudiando nuevas generaciones de sus bacterias para averiguar si también el gen prehistórico empieza a cambiar para ir pareciéndose a su versión moderna.

“Creemos que este proceso nos permitirá responder a muchas cuestiones que llevaban mucho tiempo esperando en el campo de la biología molecular y evolutiva -afirma Kaçar- Entre ellas, queremos saber si la historia de un organismo limita su futuro, si la evolución siempre apunta hacia una única dirección predefinida o si, por el contrario, es capaz de dar múltiples soluciones para resolver un mismo problema”.

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