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Los biólogos repiten 500 millones de años de evolución de E. coli en el laboratorio
La biología está cambiando tan rápida y fundamentalmente que es difícil hacer un seguimiento de las transformaciones revolucionarias que están en marcha.
Aquí tienes uno de ellos. La biología sintética es el diseño y la construcción de sistemas biológicos que no se encuentran en la naturaleza. Esto es ingeniería: utilizar bloques de construcción moleculares para crear nuevas biomoléculas, como genes.
Aquí tienes otra técnica. Al comparar el ADN de especies relacionadas, los biólogos pueden determinar la estructura del ADN de sus ancestros comunes.
Luego, utilizando biología sintética, pueden reconstruir estas secuencias en el laboratorio. De esta forma, los biólogos han comenzado a resucitar todo tipo de biomoléculas antiguas, incluidos receptores de hormonas e incluso máquinas moleculares antiguas.
Hoy, Betül Kaçar y Eric Gaucher del Instituto de Tecnología de Georgia en Atlanta revelan que han combinado estas técnicas para realizar un experimento notable.
Estos chicos han reconstruido un gen antiguo de un ancestro del organismo bacteriano E coli que vivió hace unos 500 millones de años. Luego reemplazaron la versión moderna de este gen por la antigua en una población de E. coli.
Esta es la primera vez que un gen antiguo se ha integrado genómicamente en lugar de su contraparte moderna dentro de un organismo contemporáneo, dicen.
Este es Jurassic Park en una escala bacteriana (aunque un mejor nombre dada la escala de tiempo podría ser Cámbrico o Parque Ordovícico).
Pero Kaçar y Gaucher no terminaron ahí. Dicen que sus bacterias antiguas brindan una oportunidad única de reproducir la evolución en el laboratorio para ver si la E. coli actual evoluciona de nuevo o si sucede algo más.
La idea es permitir que el organismo evolucione durante muchas generaciones en condiciones cuidadosamente controladas. Las diversas adaptaciones se pueden medir utilizando criterios de aptitud, como el tiempo que tarda la población bacteriana en duplicarse. La secuenciación del genoma completo puede mostrar qué tipo de cambios ocurren.
Esto nunca se ha hecho con bacterias modificadas de esta manera. Kaçar y Gaucher dicen que hay esencialmente dos clases de posibles resultados en estos experimentos.
El primero involucra al gen en sí. O el gen antiguo se adapta repetidamente a la red moderna para producir una copia exacta de su contraparte moderna o evoluciona de una manera completamente diferente.
La segunda clase involucra la red de genes en el organismo moderno. O la red moderna evoluciona hacia la red antigua, resucitando así a la criatura antigua, o la red moderna se adapta de una manera completamente nueva.
El problema, por supuesto, será separar todo esto de los confusos detalles experimentales.
Hasta ahora, Kaçar y Gaucher solo han realizado mediciones preliminares de aptitud física. Dicen que la población de la antigua E coli tarda el doble en duplicar su tamaño que las criaturas modernas. Pero aún es temprano en su trabajo sobre la evolución experimental.
El nuevo enfoque abre la posibilidad de examinar todo tipo de cuestiones interesantes sobre el papel en la evolución de factores como el azar y el determinismo.
Por ejemplo, Kaçar y Gaucher quieren saber si la evolución conduce a un solo punto o a múltiples soluciones; si ciertas mutaciones son predecibles y si las leyes universales gobiernan la evolución biológica.
Ése es el tipo de preguntas que nos ayudarán a comprender no sólo el papel de la evolución en la producción de la vida como la conocemos, sino también el papel que puede desempeñar en la vida que nunca nos hemos imaginado; en otras palabras, para la vida en otros planetas y en formas de vida artificiales que aún no se han creado en el laboratorio.
Preguntas importantes del trabajo que valdrá la pena ver en el futuro.
Ref: arxiv.org/abs/1209.5032 : Hacia la recapitulación de la historia antigua en el laboratorio: combinación de biología sintética con evolución experimental