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3 de abril de 2014

Ua E. coli capaz de alimentarse de citrato.

Hace 25 años un científico estadounidense llamado Richard Lenski comenzó un experimento de evolución en el laboratorio con un único ejemplar de Escherichia coli, la bacteria más estudiada de la historia y uno de los seres vivos mejor conocidos. De ese único ejemplar extrajo 12 líneas diferentes de bacterias, que desde entonces se reproducen separadas las unas de las otras, dividiéndose y reproduciéndose; 58.000 generaciones de separación a estas alturas. Es el 'Long Term E. Coli Evolution Experiment' (experimento de evolución a largo plazo de E. coli), y está empezando a dar resultados. Lo que ocurre es que los resultados no son simples, y subrayan la complejidad del proceso evolutivo y, de rebote, la brillantez de quien supo desentrañarlo por primera vez, un tal Darwin. Porque las cosas no son sencillas ni siquiera con un organismo relativamente simple en un entorno perfectamente controlado como éste. Contrariamente a lo que defienden los creacionistas, la evolución se puede ver en el laboratorio, pero hay que saber mirar. Y la historia comienza hace 11 años, en 2003, cuando de repente apareció en una de las líneas algo que no debía existir: una E. coli capaz de alimentarse de citrato. Algo que por definición E. coli no puede hacer; en términos bacteriológicos casi la aparición de una nueva especie.

Para entonces habían pasado 33.000 generaciones desde el inicio del experimento, así que los científicos comenzaron a trabajar para descubrir de qué modo esa cepa de E. coli había conseguido dar semejante salto evolutivo. Y que les haya llevado 11 años de trabajo nos puede dar una pista sobre lo que encontraron: que la historia era muy, pero que muy compleja. Afortunadamente cada 500 generaciones congelan una muestra de las bacterias, así que podían volver atrás y analizar qué pasó y cuándo. Hacia la generación 31.500 descubrieron que se había producido el primer cambio: una duplicación en un gen denominado citT que permite a E. coli alimentarse de citrato en ausencia de oxígeno, que cambió el control de una de las copias, haciendo que el gen permaneciese activo incluso en ambiente aerobio. Sucesivas mutaciones en las siguientes 1.500 generaciones mejoraron esa capacidad, permitiendo a esta cepa convertirse en devoradora de citrato. Pero la cosa no era tan sencilla, porque simplemente trasplantar el nuevo gen citT a las bacterias ancestrales no las hacía capaces de comer citrato. Había algo más; algo que había pasado antes de la generación 31.500.

Así que a sus congeladores regresaron los científicos, a tratar de localizar ese otro cambio imprescindible. Y la cosa no era fácil: para la generación 33.000 había 79 mutaciones más acumuladas. Muchos análisis después llegó el sorprendente resultado: muy pronto en la evolución de esta cepa se había producido un cambio en un gen llamado dctA, que se ocupa de bombear fuera de la célula una molécula llamada succinato. Resulta que el equilibrio químico de la célula depende del equilibrio entre citrato y succinato de tal modo que cuando la bacteria capta citrato debe expulsar succinato para compensar. Sin el cambio en dctA el ‘nuevo’ citT no funciona, por lo que no ofrece ninguna ventaja a las bacterias que lo portan. Pero cuando se combinan los dos en el orden correcto sucede algo que parece magia: aparece una nueva forma de vida capaz de alimentarse de una molécula que sus ancestros no son capaces de digerir. Lo verdaderamente sorprendente es que seamos capaces de comprender de qué modo ocurre, de tal modo que no sea necesario invocar lo sobrenatural o lo divino. Un proceso natural, automático, elegante y bello que a lo largo del tiempo da lugar a la increíble diversidad y belleza que tenemos a nuestro alrededor. Algo ciertamente a celebrar.

Fuente:

RTVE Blog de Ciencias

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