Un Jurassic Park de proteínas

La bioquímica histórica es una forma novedosa de estudiar las funciones de las proteínas que incorpora, como un aspecto fundamental, la historia evolutiva de la mismas, en el afán de tratar de entender qué cambios y presiones de selección ocurrieron para generar la diversidad funcional en los organismos existentes.

Los recientes avances en el desarrollo de métodos bioinformáticos  y técnicas de síntesis de genes, en combinación con los estudios en filogenia molecular, permiten a los científicos literalmente resucitar en el laboratorio proteínas ancestrales ya desaparecidas.

“El objetivo principal es conocer cómo eran las características bioquímicas de los ancestros de una determinada familia de proteínas que dieron origen a las proteínas presentes en los organismos actuales”, afirma la especialista Laura Mascotti, investigadora asistente del CONICET en el Instituto Multidisciplinario de Investigaciones Biológicas de San Luis, IMIBIO-SL, CONICET-UNSL).

Recientemente, un equipo internacional en el que participó Mascotti como primera autora logró sintetizar una enzima funcional (el ancestro de las deshidrogenasas dependientes de F420) de al menos 3mil millones de años, con el propósito de caracterizarla para poder entender mejor cómo se diversificó hasta dar lugar a la familia de proteínas actuales. Los resultados del trabajo fueron publicados en la revista Scientific Reports.

“La pregunta fundamental que orienta nuestro trabajo es cómo surgen nuevas funciones enzimáticas. En este sentido, incorporar al análisis la información  histórica nos da nuevas y valiosas herramientas para entender las proteínas modernas. Por ejemplo  nos permite distinguir qué regiones de las enzimas son las más importantes, así cómo observar qué funciones fueron desapareciendo o emergiendo a los largo del camino evolutivo”, explica Mascotti

A partir de este nuevo estudio los investigadores pudieron reconstruir cómo se produjo a través de la evolución la divergencia en la familia de las deshidrogenasas dependientes de F₄₂₀, presente en bacterias y arqueobacterias y responsable la oxidación de glucosa-6-fosfato.

“El resultado fue muy interesante ya que observamos que a partir de un ancestro robusto (tolerante a una variedad de condiciones adversas) y muy promiscuo (acepta muchos sustratos distintos) surgieron 3 subfamilias de deshidrogenasas específicas, una de las cuales se describió por primera vez en nuestro trabajo”, subraya la investigadora.

Del equipo de investigación que llevó adelante el trabajo, además de científicos de la Universidad de Groningen (Países Bajos) participó también Maximiliano Juri Ayub, investigador independiente del CONICET y director del grupo de investigación del IMIBIO-SL en el que participa Mascotti. Actualmente,  el grupo se encuentra trabajando sobre otras familias de proteínas, estudiando su historia evolutiva mediante reconstrucción ancestral se secuencias.