"Creemos poder demostrar el punto donde la vida comenzó"

El grupo de Ada Yonath, Nobel de Química de 2009, logra crear enlaces entre aminoácidos en un protorribosoma sintético.

Antoni Mixoy. Barcelona | dmredaccion@diariomedico.com | 19/02/2018 00:00

Ada Yonath, directora del Centro de Estructura Biomolecular del Instituto Weizmann de Ciencias, fotografiada en Barcelona. (Jaume Cosialls)

"Creemos que podremos demostrar el punto que marca el comienzo de la vida". Suena atrayente. Lo dice Ada Yonath, directora del Centro de Estructura Biomolecular del Instituto Weizmann de Ciencias, en Rehovot (Israel), cuyo grupo de investigación ha logrado crear en el laboratorio, hace escasas semanas, enlaces peptídicos entre aminoácidos en lo que sería un protorribosoma sintético.

La cristalógrafa israelí fue galardonada con el Nobel de Química, junto con el indio Venkatraman Ramakrishnan y el estadounidense Thomas A. Steitz, por sus estudios sobre la estructura y la función del ribosoma, los complejos supramoleculares presentes en todas las células de los organismos vivos encargados de traducir la información genética contenida en el ARN y de sintetizarla en proteínas.

"Buscamos indagar sobre la aparición del código genético y la disyuntiva: qué fue primero, el código genético o sus productos, las proteínas”

Los ribosomas son muy similares en estructura y función en todos los seres vivos, ya sean bacterias, plantas, peces o mamíferos, lo que ha llevado a pensar que son estructuras conservadas desde la aparición de la vida en el planeta. Junto con otros muchos científicos, Yonath entiende que el chispazo de la vida en el mundo prebiótico fue protagonizado por el ARN a partir de un protorribosoma, una estructura básica inicial capaz de establecer conexiones entre aminoácidos que se conserva invariable en el interior del ribosoma actual de todas las células.

Yonath sitúa esta reliquia biológica en un compartimento interno, pocket, en la subunidad grande del ribosoma, que recibe los finales de las moléculas de ARN de transferencia que llevan los aminoácidos y que tiene una forma semisimétrica para facilitar el enlace. "Este pocket donde son creadas las nuevas proteínas se conserva en los ribosomas de las células de todos los seres vivos, lo que nos indica que no se ha visto influenciado por la evolución y las condiciones ambientales. Nosotros sugerimos que en este pocket dio comienzo la vida en el mundo prebiótico", remarca Ada Yonath.

Protorribosoma sintético

Faltaba por demostrar en el laboratorio la creación de enlaces peptídicos entre aminoácidos en estos pockets, de 180 bases de ARN. Mediante análisis estructural y química sintética, el grupo de Yonath lleva trabajando en este objetivo desde hace siete años, experimentando con diversos fragmentos de ARN con potencial para formar pockets semisimétricos, pero sin llegar a crear enlaces. "Hasta hace tres semanas, cuando logramos enlaces entre dos aminoácidos en nuestro protorribosoma sintético. Hemos repetido el procedimiento seis veces, y cinco de ellas han sido exitosas: una proteína corta de dos aminoácidos. Hace falta repetirlo en más ocasiones, pero ya sabemos cómo hacerlo y demostrarlo".

A la espera de nuevas confirmaciones y de su publicación, se trata de un logro impactante, pero ¿con trascendencia futura? "Veremos. Nos ha costado mucho llegar hasta aquí, aunque en ciencia básica lo bueno siempre viene luego... Nuestro objetivo es indagar sobre la aparición del código genético y arrojar luz en una disyuntiva intrigante: qué fue primero, el código genético o sus productos, las proteínas".

Su hallazgo reciente no hace más que reforzar un punto de vista que ha mantenido desde hace años. "Nosotros sugerimos que la conservación de esa región semisimétrica en el ribosoma actual es un retazo de una antigua máquina de ARN prebiótica. Los primitivos oligopéptidos cortos, con suficientes aminoácidos, llevaron a la creación en el mundo prebiótico de una estructura proteica estable y activa, que fue la base para la aparición de un código genético primitivo. Y todo el sistema, el protorribosoma, el código y las protocélulas evolucionaron simultáneamente hacia la compleja maquinaria que conocemos hoy".

Antibióticos mejorados

Hemos hablado con Ada Yonath en Barcelona, donde ha participado en un ciclo de conferencias de científicos premiados con el Nobel organizado por la Fundación Bancaria "la Caixa" y la Real Academia Europea de Doctores, de la que Yonath es académica. En la charla, la investigadora israelí deja entrever dos rasgos que la han convertido en una científica admirada en todo el mundo, su infinita curiosidad y su tenacidad, la misma con la que llegó a desvelar la estructura del ribosoma, un objetivo en el que fracasaron antes muchos grupos de investigación.

La conferencia de Yonath estuvo centrada en la aplicación más práctica del estudio a nivel atómico de la estructura y la función del ribosoma, los antibióticos. "De hecho, este nexo fue un bonus en nuestro estudio estructural del ribosoma". Y es que en torno a la mitad de los antibióticos actúan bloqueando la función de los ribosomas bacterianos, lo que conduce a la muerte del patógeno. Sin embargo, las bacterias contraatacan generando mutaciones que modifican sus ribosomas y les confieren resistencia antibiótica.

"De ahí la importancia de estudiar las pequeñas diferencias existentes en los ribosomas de las bacterias resistentes respecto a las que no lo son, con el objetivo de abrir la puerta a nuevos antibióticos que no topen con este problema", remarca Yonath. Su grupo de investigación lleva a cabo la enorme tarea de analizar con cristalografía de rayos X la estructura ribosomal de cada bacteria y determinar, en cada caso, los sitios de interacción con antibióticos cuyo bloqueo inhibe la síntesis de proteínas. "Esperamos que sea el punto de partida para una futura generación de antibióticos con especificidad para cada patógeno y menos lesivos para el microbioma y el medio ambiente", confía.