Toda forma de vida de la Tierra comparte un ancestro común que vivió hace 4.000 millones de años

MADRID, 5 Feb. (EUROPA PRESS) -

Toda la vida en la Tierra comparte un ancestro común que vivió hace aproximadamente cuatro mil millones de años, según un trabajo dirigido por el Oberlin College (Estados Unidos). Este llamado 'último ancestro común universal' representa el organismo más antiguo que los investigadores pueden estudiar.

Los hallazgos se recogen en nuevo artículo publicado en la revista 'Cell Genomics', por los científicos Aaron Goldman (Oberlin College), Greg Fournier (MIT) y Betül Kaçar (Universidad de Wisconsin-Madison), todos de Estados Unidos.

Investigaciones previas sobre el último ancestro común universal han descubierto que todas las características que observamos en los organismos actuales, como la membrana celular y el genoma de ADN, ya estaban presentes en la época de este ancestro. Por lo tanto, si se quiere comprender cómo surgieron estas características fundamentales de la vida, es necesario estudiar la historia evolutiva anterior al último ancestro común universal.

Este nuevo trabajo describe un método para lograr precisamente eso. "Si bien el último ancestro común universal es el organismo más antiguo que podemos estudiar con métodos evolutivos", plantea Goldman, "algunos de los genes de su genoma eran mucho más antiguos". Los autores describen un tipo de familia de genes conocida como 'parálogo universal', que proporciona evidencia de eventos evolutivos anteriores al último ancestro común universal.

Un parálogo es una familia de genes que tiene múltiples miembros en el mismo genoma. Por ejemplo, en nuestro genoma, tenemos ocho versiones de genes de hemoglobina, que codifican proteínas que se unen al oxígeno y lo transportan a través de la sangre. Todos estos genes parálogos descienden de un antiguo gen de globina que existió como una sola copia hace unos 800 millones de años. Los parálogos se crearon mediante repetidas duplicaciones de ese gen a través de errores de copia del ADN, y cada copia desarrolló sus propias características distintivas a lo largo de millones de años.

Los parálogos universales son un tipo raro y especial de parálogo que presenta al menos dos copias en los genomas de todos o casi todos los organismos vivos actuales. Esta amplia presencia indica que la duplicación de un gen original debió ocurrir antes del último ancestro común universal, con múltiples copias heredadas por sus descendientes, hasta la actualidad.

Por esta razón, los autores sostienen que los parálogos universales proporcionan un objetivo indispensable, pero subutilizado, para comprender la historia más temprana de la vida en la Tierra, especialmente a medida que las herramientas para dicha investigación mejoran con la llegada de nuevas técnicas basadas en IA y hardware optimizado para IA.

"Si bien conocemos muy pocos parálogos universales", apunta Goldman, "pueden brindarnos mucha información sobre cómo era la vida antes del último ancestro común universal". Fournier añade: "La historia de estos parálogos universales es la única información que tendremos sobre estos primeros linajes celulares, por lo que debemos extraer con cuidado todo el conocimiento posible de ellos".

En su artículo, los investigadores analizan todos los parálogos universales conocidos. Todos estos parálogos universales están asociados con la producción de proteínas o el movimiento de diferentes moléculas a través de las membranas celulares. Por lo tanto, estas dos características de la célula se encuentran entre las primeras características de la vida que evolucionaron.

Los autores también recomiendan descripciones más detalladas de los propios genes ancestrales. Por ejemplo, el laboratorio de Goldman en Oberlin estudió una familia paráloga universal responsable de la incrustación de enzimas y otras proteínas en las membranas celulares. Utilizando técnicas comunes de biología evolutiva y biología computacional, reconstruyeron la proteína codificada por el ancestro original de esta proteína.

Descubrieron que la versión más simple y antigua de esta proteína aún podía realizar funciones como la unión a la membrana y a la maquinaria de síntesis proteica, y podría haber ayudado a proteínas simples a implantarse en una membrana celular primitiva.

En última instancia, los autores esperan que herramientas computacionales cada vez más sofisticadas permitan a los investigadores descubrir nuevas familias de parálogos universales y describir sus ancestros antiguos con mayor detalle. "Al seguir los parálogos universales", afirma Kaçar, 2podemos conectar los primeros pasos de la vida en la Tierra con las herramientas de la ciencia moderna. Nos brindan la oportunidad de transformar las incógnitas más profundas de la evolución y la biología en descubrimientos que realmente podamos comprobar". Su visión es pintar una imagen más detallada de la evolución anterior al último ancestro común universal, cuando surgió la vida tal como la conocemos.