Toni Gabaldón
BIÓLOGO
La revista científica Nature ha dedicado la portada de su último número a una investigación sobre el origen de nuestras células dirigida por Toni Gabaldón, investigador Icrea en el Centre de Regulació Genòmica.
Es uno de los episodios más importantes y más desconocidos de la historia de la vida en la Tierra. Hace unos 2.000 millones de años, en algún lugar del océano, apareció un nuevo tipo de célula. Era una criatura formidable, más compleja que cualquier ser vivo que hubiera existido antes. El mundo nunca había visto nada igual. Era capaz de auténticas proezas biológicas.
Iba a ser capaz, por ejemplo, de unirse a otras células y formar organismos pluricelulares. Todos los seres pluricelulares que vivimos hoy en la Tierra, desde la pulga más pequeña hasta la ballena más grande, pasando por árboles, algas, hongos y por supuesto los 7.300 millones de seres humanos, somos descendientes de aquel ser vivo microscópico y extraordinario que vivió hace unos 2.000 millones de años. La primera célula eucariota.
Investigadores del Centre de Regulació Genòmica (CRG) han aclarado ahora cómo se originaron las células eucariotas en una investigación que ha merecido la portada del último número de la revista Nature. “Es un tema que me apasiona”, confiesa Toni Gabaldón, investigador Icrea en el CRG y director del trabajo. “El origen de los eucariotas es el episodio más importante en la historia de la vida después del origen de la propia vida”. A diferencia de las bacterias y las arqueas que vivían antes, las células eucariotas tienen un núcleo que contiene su ADN. Además, tienen una compleja maquinaria interna con mitocondrias (que producen energía), ribosomas (que fabrican proteínas) o lisosomas (que gestionan residuos), entre otras estructuras especializadas.
Según una teoría ampliamente aceptada, el linaje de los eucariotas se originó a partir del momento en que una arquea engulló una bacteria. Y esta bacteria, en lugar de ser digerida por la arquea, sobrevivió en su interior y se convirtió en mitocondria. La bacteria proporcionó energía a la arquea, la arquea pro- porcionó nutrientes a la bacteria y ambas sobrevivieron juntas en feliz matrimonio a través de las eras geológicas y hasta hoy. Según esta teoría, la célula eucariota pudo adquirir todas sus complejas estructuras internas a partir de la adquisición precoz de las mitocondrias.
La investigación de Gabaldón, realizada junto a Alexandros Pittis, obliga a cambiar este guión por una teoría alternativa. “Las células eucariotas ya habían empezado a evolucionar cuando llegaron las mitocondrias; fueron una adquisición tardía”, sostiene Gabaldón.
El trabajo se ha basado en comparar los genomas de cientos de especies que incluyen los distintos dominios de seres vivos: arqueas, bacterias y organismos eucariotas. En estos genomas se han analizado un millar de genes de los que dependen proteínas básicas para el funcionamiento de las células. Al comparar las similitudes y las diferencias en estos genes entre distintas especies, se ha podido reconstruir la historia de su evolución.
Investigaciones anteriores habían revelado que los genes del ADN de las mitocondrias descienden de una clase de bacterias llamadas alphaproteobacterias. Los nuevos resultados presentados en Nature confirman esta observación, pero añaden que hay otros genes en las células eucariotas que proceden de bacterias distintas.
Además –y este es el resultado principal de la investigación-, las diferencias entre estos genes y sus bacterias ancestrales son mayores que entre los genes de las mitocondrias y los de las alphaproteobacterias. Si las diferencias son mayores, significa que el parentesco entre ellos es más lejano, del mismo modo que los primos suelen ser menos parecidos entre ellos que los hermanos. Por lo tanto, significa que la adquisición de las alphaproteobacterias para formar las mitocondrias fue posterior a la de genes de otras bacterias que llegaron antes a la célula eucariota.
Las mitocondrias “fueron uno de los últimos pasos en el origen de los eucariotas y les proporcionó una ventaja sobre formas menos complejas”, sostiene Gabaldón. De ahí que, en cuanto algunas células eucariotas dispusieron de mitocondrias, todas las demás –que ya eran eucariotas pero no tan avanzadas– se extinguieran.
Las células con núcleo, como las que forman el cuerpo humano, aparecieron hace unos 2.000 millones de años