Incluso con genes mínimos, la vida encuentra la manera de evolucionar. Este descubrimiento fue realizado por el biólogo evolutivo Jay T. Lennon y su equipo, cambiando nuestra comprensión de la evolución y presentando nuevas perspectivas para la investigación médica (la investigación médica se divide en investigación básica y clínica).
El equipo de Jay T. Lennon estudió una célula mínima artificial, despojada de todo excepto de sus genes esenciales. Descubrieron que esta célula purificada puede evolucionar tan rápidamente como una célula normal, demostrando la capacidad de adaptación de los organismos, incluso con un genoma…) antinatural poco flexible.
Micrografía electrónica de un grupo de células mínimas ampliadas 15.000 veces. La bacteria simplificada sintéticamente, Mycoplasma mycoides, contiene menos de 500 genes.
Crédito: Tom Deerinck y Mark Ellisman del Centro Nacional de Investigación de Imágenes y Microscopía de la Universidad de California, San Diego.
Para su estudio, el equipo de Lennon utilizó el organismo sintético Mycoplasma mycoides JCVI-syn3B, una versión minimizada de la bacteria M. mycoides, común en el intestino de las cabras y otros animales similares. Investigadores del Instituto (Un instituto es una organización permanente creada para un propósito determinado. Es…) J. Craig Venter en California han reducido el genoma de M. mycoides a la totalidad (En la teoría de conjuntos, un conjunto designa intuitivamente un colección mínima…) de genes necesarios para la vida celular autónoma.
«Cada gen en su genoma es esencial», dice Lennon sobre M. mycoides JCVI-syn3B. «Uno pensaría que no hay margen de maniobra para las mutaciones, lo que podría limitar su potencial evolutivo». Pero el equipo descubrió que M. mycoides JCVI-syn3B en realidad tiene una tasa de mutación excepcionalmente alta.
Micrografía electrónica de un grupo de células mínimas ampliadas 15.000 veces. La bacteria simplificada sintéticamente, Mycoplasma mycoides, contiene menos de 500 genes.
Crédito: Tom Deerinck y Mark Ellisman del Centro Nacional de Investigación de Imágenes y Microscopía de la Universidad de California, San Diego.
Los investigadores permitieron que el organismo evolucionara libremente en el laboratorio durante 300 días, el equivalente a 2000 generaciones bacterianas o unos 40 000 años de evolución humana. Luego prepararon experimentos para ver cómo se desempeñaban las células mínimas evolucionadas en comparación con M. mycoides no mínimas y una cepa de células mínimas que no habían evolucionado durante 300 días.
Descubrieron que la bacteria no mínima superó fácilmente a la versión mínima no evolucionada. Sin embargo, a la bacteria mínima que había evolucionado durante 300 días le fue mucho mejor, recuperando todo el estado físico que había perdido debido a la simplificación del genoma.
Comprender cómo los organismos con genomas simplificados superan los desafíos evolutivos tiene implicaciones importantes para los problemas de larga data en biología. La investigación (Investigación científica designa en primer lugar todas las acciones emprendidas con vistas a…) de Lennon y su equipo demuestra el poder de la selección natural (En biología, la selección natural es uno de los mecanismos que guía la evolución… ) para optimizar rápidamente la aptitud (Física (del griego φυσις, naturaleza) es etimológicamente el…) en el organismo autónomo más simple, con implicaciones para la evolución de la complejidad (Complejidad es una noción utilizada en filosofía, epistemología (por. ..) celular.