Insertan un gen antiguo en lugar de su versión moderna en bacteria actual y ven cómo es la evolución esta vez.
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No podemos traer a la vida a un dinosaurio y es muy difícil que podamos hacer los mismo con una mamut, pese a que desaparecieron hace relativamente muy poco tiempo. Si nos conformamos con microbios la tarea es más fácil si están congelados desde hace tiempo. Y si nos fijamos en sólo un gen entonces ya se puede hacer, pues su secuencia se puede recrear.
Unos científicos del Instituto Tecnológico de Georgia han resucitado un gen de hace 500 millones de años y lo han incorporado al genoma de una bacteria moderna (E. coli) para ver cómo funciona y ser testigos de cómo opera la evolución. La ventaja de estudiar la evolución con bacterias es que sus generaciones se suceden muy rápidamente y no hay que esperar millones de años para ver la evolución en acción. En este caso han esperado 1000 generaciones.
Según Betül Kaçar este tipo de experimento es lo más cerca se puede estar de rebobinar la película de la evolución biológica hasta un punto del pasado y ver qué pasa esta vez cuando se avanza en el tiempo. Naturalmente en este caso sólo podremos hacer esto con una proteína, pero de todos modos es interesante ver cómo evoluciona un gen del pasado en un célula moderna y comprobar así si la trayectoria evolutiva se repite de nuevo o si se produce una adaptación que sigue un rumbo distinto.
En 2008 algunos de estos científicos determinaron cómo era la secuencia de un gen antiguo, en concreto el correspondiente a la proteína EF-Tu de la E. coli. No se trata de un preservado a lo largo de todo ese tiempo, lo que sería imposible, sino la deducción de su secuencia y su posterior síntesis. Las proteínas EF están entre las más abundantes en las bacterias y sin ellas no podrían sobrevivir. Esta importancia vital hace de estas proteínas un blanco perfecto para estudiar cuestiones evolutivas.
Estos investigadores, una vez reconstruyeron cómo era este gen en el pasado, tuvieron que insertarlo en el orden y posición correcta en el genoma de la bacteria. La bacteria quimera resultante se componía, por tanto, de genes modernos en su mayor parte y ese gen antiguo.
Resultó que al principio las bacterias quiméricas se multiplicaban dos veces más despacio que sus equivalente modernas. Las bacterias alteradas eran, sin embargo, tan sanas como las modernas.
Asumieron que con el tiempo la quimera acumularía mutaciones e iría adaptándose al ambiente. Al cabo de 500 generaciones los científicos secuenciaron el genoma de ocho linajes para así determinar cómo se había adaptado la bacteria en ese tiempo. Descubrieron que la adaptación había alcanzado niveles próximos a los modernos y que estos linajes terminaron siendo más sanos que las bacterias modernas.
Sin embargo, el gen de EF-Tu no había acumulado mutaciones, sino que en su lugar las proteínas modernas que interaccionan con la EF-T antigua habían mutado y estas mutaciones eran las responsables de la rápida y mejor adaptación de la quimera. Uno esperaría que el gen antiguo hubiera acumulado mutaciones hasta parecerse a su versión moderna, pero en su lugar la bacteria encontró otra trayectoria evolutiva distinta.
Según estos investigadores el resultado permite aclarar cuestiones persistentes en Biología Molecular y Evolutiva. Quieren saber si la historia de un organismo limita su futuro, si la evolución da lugar a un determinado y único punto o si la evolución tiene soluciones múltiples para un problema dado.
Esta irreversibilidad del proceso evolutivo había sido predicha por Steven J. Gould en su día. Según él si se rebobinara la película de la evolución y se proyectara de nuevo el resultado sería totalmente distinto debido a que la evolución es fundamentalmente contingente.
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Fuentes y referencias:
Nota de prensa. [2]
Foto: GeogiaTech.
ACTUALIZACIÓN:
Artículo en ArXiv. [3]