Juli Peretó y Pablo Carbonell, investigadores del Instituto de Biología Integrativa de Sistemas (I2SysBio), centro de investigación del Parc Científic UV, aportan una estrategia para retroceder desde del último ancestro común universal (LUCA) hasta el origen de la vida. La investigación, publicada en la revista Philosophical Transactions, de la Royal Society británica, usa la estrategia del metabolismo generativo, una metodología de análisis propio de la biología sintética que emplea algoritmos de inteligencia artificial para extrapolar las capacidades metabólicas de LUCA hacia el pasado
Pablo Carbonell, investigador científico del Instituto de Biología Integrativa de Sistemas (I2SysBio), ubicado en el área científico-académica del Parc Científic (PCUV), remarca: “Nuestra propuesta se basa en las metodologías del metabolismo generativo, que cuenta con un éxito contrastado, patente en el ámbito de la biología sintética y la ingeniería metabólica”. Por otro lado, “la novedad es que estas técnicas puedan ser aplicadas a uno de los grandes problemas pendientes de la evolución primitiva de la vida: cómo emergió el metabolismo complejo de LUCA”, ha destacado Juli Peretó, también investigador del I2SysBio.
En este trabajo se argumenta que los modelos de metabolismo generativo, basados en un conjunto de reglas de reacción, abren una vía prometedora para explorar la evolución enzimática dentro de un espacio metabólico extendido, que incluye tanto las reacciones metabólicas que son actualmente reales como las posibles en unas condiciones ambientales dadas. “Al comprender esta gama completa de reacciones posibles, podemos hacer hipótesis más detalladas sobre los orígenes de la vida”, destacan los investigadores.
“Se puede rastrear la evolución de las enzimas a través del árbol de la vida hacia LUCA y mapear los genes ancestrales que posiblemente tenía LUCA y sus correspondientes grupos de reacciones codificadas”, Pablo Carbobell y Juli Peretó, investigadores del I2SysBio
Uno de los problemas clásicos del estudio de la evolución primitiva de la vida es cómo se dio la transición de la química prebiótica (antes de la aparición de la vida), en un planeta muy diferente al actual, hacia los metabolismos más primitivos que llegaron a hacer posible la evolución de los primeros microorganismos. Hasta ahora, la combinación de los enfoques ascendentes (de la química hacia la biología) y descendentes (desde la diversidad metabólica actual hasta LUCA) no podían salvar la brecha entre el mundo prebiótico y LUCA.
“Se puede rastrear la evolución de las enzimas a través del árbol de la vida hacia LUCA y mapear los genes ancestrales que posiblemente tenía LUCA y sus correspondientes grupos de reacciones codificadas”, explican Carbonell y Peretó. Con las metodologías derivadas del metabolismo generativo, los autores proponen que estos grupos de reacción que observamos en la actualidad, se pueden rebobinar hasta el conjunto de reacciones prebióticas asociadas a los inicios de la evolución biológica.
Imagen de cubierta del monográfico de la revista Philosophical Transactions donde se publica el artículo “Before LUCA: unearthing the chemical roots of metabolism”. Foto: UV Noticias
El artículo forma parte de un volumen especial de la revista PTRS, que se dedica al tema “Origins of life: the posible and the actual”, que recoge en parte los trabajos presentados a un simposio del Santa Fe Institute y que coordinan Ricard Solé (ICREA, Instituto de Biología Evolutiva CSIC-UPF), Chris Kempes (Santa Fe Institute) y Susan Stepney (Universidad de York).
Fuente: UV Noticias