Resucitan en el laboratorio proteínas de hace 4.000 millones de años | Ciencia | elmundo.es

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BIOINGENIERÍA | Estudio liderado por la Universidad de Granada

Resucitan en el laboratorio proteínas de hace 4.000 millones de años

SINC | Madrid

Actualizado jueves 08/08/2013 19:18 horas

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Representación de7 tiorredoxinas resucitadas y de 'E. coli' y tiorredoxina humana. / A. Ingles-Prieto

Las proteínas modernas exhiben un impresionante grado de diversidad estructural, ampliamente caracterizado, pero del que se sabe muy poco acerca de cómo y cuando surgieron sus estructuras 3D.

Un estudio, publicado en la revista 'Structure' y liderado por investigadores españoles, ha logrado resucitar mediante bioinformática estructuras de proteínas fósiles de 4.000 millones de años, partiendo de secuencias de las proteínas actuales, ya que en una escala de tiempo de esa magnitud no hay posibilidad de encontrar fósiles de proteínas de ácido nucleico.

"La cuestión fundamental es que hemos utilizado esta técnica para reconstruir una estimación estadística razonable de proteínas que existían hace 4.000 millones de años. La mayoría de la gente pensaría que este sistema no va a funcionar, que al reconstruir la secuencia y obtenerla luego en el laboratorio no van a plegar, ser estables o activas, pero sí lo son", explica José M. Sanchez-Ruiz coautor de este estudio e investigador de la Universidad de Granada.

El origen de la vida

Este método pone de manifiesto que existe un alto grado de similitud estructural entre las proteínas actuales y aquellas a partir de las cuales la vida evolucionó por primera vez en este planeta. Asimismo, el estudio representa un enfoque robusto y novedoso para estudiar la evolución de las estructuras de las proteínas.

"Hasta ahora, los intentos de entender la evolución estructural de la proteínas se basaban en comparar entre sí las estructuras de las proteínas modernas. Esto equivale a tratar de comprender la evolución de las aves a través solo de comparar varios pájaros vivos. Nuestro enfoque es lo que más se aproxima a lo que resultaría de excavar esas estructuras de proteínas fósiles", añade Sánchez-Ruiz.

 

Relaciones evolutivas de la proteínas

Sánchez-Ruiz y su equipo construyeron un árbol filogenético de las secuencias de proteínas mediante el análisis de las de los aminoácidos de 200 proteínas tiorredoxinas, que actúan como antioxidantes y se encuentran en todos los organismos, incluidos bacterias, arqueas y eucariotas.

Mediante este árbol filogenético, fueron capaces de resucitar proteínas del Precámbrico en el laboratorio y caracterizar sus particulares.

"Este árbol se parece bastante al árbol de la vida, ya que recoge proteínas de diferentes organismos", apunta el experto.

Al analizarlas encontraron que las estructuras de las proteínas tiorredoxinas actuales son muy similares a las que existían cerca del origen de la vida, a pesar de que sus secuencias de aminoácidos son muy diferentes.
Este hallazgo apoya un modelo de equilibrio puntuado de la evolución en el que las estructuras de proteínas se mantienen constantes durante períodos de tiempo largos, con nuevos cambios que se producen intermitentemente en períodos cortos.

"Además de descubrir los principios básicos de la evolución de la estructura de proteínas, nuestro enfoque proporcionará información muy valiosa acerca de cómo la estructura 3D de una proteína está codificada por la secuencia de aminoácidos. También podría proporcionar información sobre cómo diseñar proteínas con nuevas estructuras, un objetivo importante en la ingeniería de proteínas y la biotecnología", subraya Sánchez-Ruiz.