Se trata de los genes parálogos universales, genes duplicados que se pueden encontrar en todos los seres vivos y que ya estarían duplicados en el primer antepasado común, por lo que deben ser anteriores.
Al estudiar los orígenes de la vida en la tierra nos encontramos con un grave problema. Solo podemos estudiar la evolución hasta un punto muy concreto, que es la aparición de un ser al que los científicos denominan LUCA. LUCA son las siglas en inglés de “Last Universal Common Ancestor”, el último ancestro común universal. Es decir, un ser vivo del que descienden todos los grandes grupos que podemos encontrar en la actualidad: Eubacterias, Arqueobacterias, Protistas, Plantas, Hongos y Animales. Cuando los biólogos evolutivos tratan de retroceder en el tiempo para ver de dónde provienen los genes de todos los seres vivos siempre acaban recreando a este ser hipotético, pero a partir de él no sabemos nada más.
El problema es que los científicos creen que la mayoría de las características que forman la vida ya se encontraban presentes en la denominada sopa primigenia y en seres que habitaban en ella, en el límite en lo que puede considerarse vivo o no. Ahí podrían encontrarse membranas celulares, moléculas de material genético o incluso proteínas relativamente complejas. Y en ese mundo pre-vida, pudo haber intentos anteriores a LUCA que no prosperaran.
Ahora bien, hipotetizar es muy sencillo, pero lo difícil es hallar evidencias y métodos científicos con los que demostrarlo. Y esto mismo es lo que han hecho los científicos Aaron Goldman de Oberlin College, Greg Fournier, del MIT y Betül Kaçar de la Universidad de Wisconsin-Madison en un nuevo artículo publicado en la revista Cell Genomics. El método consiste en analizar los genes parálogos universales, un tipo especial de genes que aparecen en todos los seres vivos, pero que han evolucionado de forma distinta en todos ellos.
Los genes parálogos pueden ser la ventana al pasado
Los genes parálogos son aquellos que tienen muchos miembros en un mismo genoma. Por ejemplo, en humanos existen 6 genes distintos que producen globinas, las proteínas que llevan el oxígeno a los tejidos. Todos estos genes provienen del mismo lugar, un gen de una globina primigenia que se estima que apareció hace 800 millones de años. Para llegar al estado actual, este gen se duplicó en varias ocasiones y cada una de las copias fue sufriendo modificaciones hasta dar lugar a los seis genes de globinas que encontramos en la actualidad y entre las que se encuentran las hemoglobinas de la sangre.
Pero en cambio un gen parálogo universal es un tipo especial de gen que tiene al menos dos copias en cada uno de los linajes de seres vivos actuales. Como todos los seres vivos tienen al menos dos copias de este gen, esto significa que es probable que LUCA también tuviese las dos copias del gen y que, por tanto, el evento de duplicación proceda de un momento anterior a LUCA.
“La historia de estos parálogos universales es la única información que tendremos sobre los primeros linajes celulares, por lo que debemos extraer cuidadosamente todo el conocimiento que podamos de ellos”, indica Fournier. Aunque los genes conocidos son, todavía, muy escasos.
Reconstruyendo la vida antes de la vida
La mayoría de los genes parálogos universales que han descubierto están relacionados con la producción de proteínas o con el movimiento de moléculas en del interior al exterior celular. Es decir, si lo comparamos con la construcción de una casa, estos genes serían los que se encargan de construir los ladrillos y en sacar el ripio y los desperdicios de fuera a dentro. Esto tiene sentido, ya que para que haya vida tiene que existir una diferencia entre el interior y el exterior celular que permita la creación de diferencias de potenciales y favorezca la bioquímica celular. Por tanto, los parálogos universales están relacionados con la homeostasis, la capacidad de los seres vivos para mantener un entorno interno estable y equilibrado.
Pero los autores instan a la comunidad científica a seguir investigando acerca de estos genes para seguir aprendiendo del pasado. En un estudio anterior, el laboratorio de Goldman pudo recrear una de estas proteínas primigeniasempleando técnicas de biología computacional y biología sintética. La proteína ancestral era más simple que las actuales, pero podía realizar funciones como unirse a la membrana celular y ayudar en la producción y movimiento de otras proteínas.
“Al trazar los parálogos universales podemos conectar los primeros pasos de la vida en la Tierra con las herramientas de la ciencia moderna.” indica Kaçar. “Además, nos brindan la oportunidad de transformar los misterios más profundos de la evolución y la biología en descubrimientos que realmente podemos comprobar”. Es decir, tras aproximadamente 4,5 millones de años de evolución, aquellos seres que precedieron a todo lo que podemos encontrar hoy en día podrían volver a la vida y, gracias a ello, podríamos comprender no sólo lo que es la vida hoy, sino también lo que pudo haber sido.
