Una investigadora mendocina logró “resucitar” una proteína ancestral que ya no existe en la Tierra. Tal cual describe ella misma, es una especie de “Jurassic Park” y permitirá estudiar los procesos de transformación que atravesó para mutar en su descendiente en la actualidad para sobrevivir a un rotundo cambio de hábitat. Es que pasó de vivir sin oxígeno, cuando este no existía sobre la Tierra a un entorno en el que este sí existe.
Laura Mascotti, tiene 38 años, es investigadora del Conicet en el Instituto de Histología y Embriología de Mendoza (IHEM) y lideró el equipo de trabajo.
Hace años se dedica a desentrañar la evolución de enzimas que han mutado para adaptarse. En este caso se trata de las Baeyer-Villiger monooxigenasas (BVMOs).
“La proteína ancestral no existe más, se extinguió, entonces esto sería como Jurassic Park, como la película, como resucitar las cosas que se extinguieron”, describe la experta y aclara que efectivamente, “resucitar” es la palabra que usan. De hecho, la enzima que obtuvieron está en su laboratorio.
“Vos estudias la evolución, como la de todos los organismos, cambios a través del tiempo, hay especies que no existen más porque se extinguieron como los dinosaurios por ejemplo, entonces lo que nosotros hacemos es estudiar la evolución de las proteínas”, detalla Mascotti.
El asunto es por qué hacer esto. “Porque nos dicen un montón, nos dicen cómo los organismos funcionan, porque las enzimas en particular son las máquinas moleculares que hacen que los organismos cumplan funciones, como poder degradar la comida, una bacteria por ejemplo puede sobrevivir en un ambiente donde hay sustancias tóxicas, entonces ¿qué hace? las tiene que transformar, bueno para eso sirven estas que hemos estudiado, para eso le sirven a la bacteria”, explica.
Lo que hacen las enzimas BVMOs es tomar oxígeno del aire para transformar moléculas mediante un proceso de oxidación.
“Lo que hicimos fue traer a la vida de nuevo una proteína muy muy vieja, que existía desde antes que hubiera oxígeno en la Tierra, porque la tierra no siempre tuvo oxígeno en el aire, antes no había -aclara- entonces la idea es entender cómo hicieron esas proteínas, que hoy vemos en todas las bacterias, para aprender a usar oxígeno”.
Entender la adaptación
En definitiva, lo que hace esta Licenciada en Biología Molecular y Doctora en Biología es estudiar el origen de la vida y cómo las proteínas evolucionan. “Si estas proteínas existían en bacterias que vivían antes de que hubiera oxígeno en la Tierra -refiere- y de repente hay oxígeno, se tienen que adaptar para sobrevivir porque si no se mueren, bueno eso es un cambio climático súper dramático imagínate, entonces si vos tenés esa información podés moverte mejor ante los cambios que experimentamos, ahora el cambio climático es antropogénico generado por el hombre, es toda una catástrofe, bueno necesitamos herramientas para saber cómo responden los sistemas biológicos ante ese tipo de estrés”
La idea es que si se entiende cómo funciona muy precisamente una proteína, se puede luego intervenir para modificar procesos. Esto en tanto intervienen en cualquier proceso biológico, entonces, entender cómo éstas han logrado mutar y adaptarse al entorno puede permitir saber cómo intervenir ante otros procesos de cambio biológico que se presenten.
En definitiva, explican cómo funcionan los organismos, porque, detalla que las enzimas en particular son las máquinas moleculares que hacen que los organismos cumplan funciones. “Es entender cómo las proteínas cambian la función a través del tiempo, pero eso en tiempos geológicos, cuando la Tierra evolucionó, desde que la Tierra existe a hoy pasaron miles de cosas, las proteínas han existido casi siempre, desde que existe una célula existen, entonces se trata de ver cómo fueron cambiando para poder darle a los organismos la posibilidad de respirar, metabolizar compuestos, crecer, tener pelo, cualquier cosa”.
Segun describe el mismo Conicet, el estudio, publicado en Cell Reports, no solo determinó en qué momento este grupo de moléculas desarrolló la capacidad de utilizar oxígeno, clave para cumplir sus funciones, sino que, además, abre nuevas vías para comprender el desarrollo de funciones biológicas complejas aportando nuevos datos para potenciar sus fines aplicados.
Desde la salud hasta la industria
De este modo, esta nueva información tiene potencialidades en aplicaciones biotecnológicas pero además, permitiría intervenir en diversos procesos orgánicos. Podría, por ejemplo, corregir procesos alterados del cuerpo, beneficiar el tratamiento de diversas enfermedades o síndromes o favorecer procesos de adaptación necesarios para que estos se produzcan mejor y con más rapidez.
Así, al entender cómo los microorganismos se adaptaron a distintas circunstancias biológicas, “se pueden tomar microorganismos de hoy y modificarlos, introducirles genes, aportarles resistencia a ciertas cosas, etcétera, para que sobrevivan, para que trabajen, para usarlos de bioinoculantes, para lo que se te dé la gana”, enumera entre las aplicaciones de hallazgo.
Señaló que muchas de estas monooxigenazas que están relacionadas con enfermedades o con síndromes y comentó que, por ejemplo, hay personas no tienen una monooxigenaza y por lo cual en el hígado no puede detoxificar unos compuestos. Como consecuencia, tienen un particular olor corporal lo que afecta mucho su calidad de vida. De hecho, dijo que se denomina “síndrome del pescado podrido” y es común. “Si vos entendés precisamente que necesito una proteína para funcionar y transformar ese compuesto, vos se las podés suministrar en un probiótico, no necesariamente una terapia génica, entonces puede ser algo mucho más fácil, más sencillo, o en un suplemento dietario para que la puedan transformar y tener mejor calidad de vida”.
Las enzimas que estudia Mascotti están relacionadas al metabolismo secundario sobre lo que explicó que le interesan porque tienen mucha variabilidad lo que facilita la intervención. En términos generales, en humanos, en mamíferos grandes, son enzimas que cumplen funciones accesorias como detoxificar compuestos o activar drogas, como cuando se consume un medicamento.
Para la industria también son útiles en tanto, entre otras cosas, pueden usarse en la fabricación de polímeros. “Los polímeros son una molécula unida muchas veces en forma repetitiva, una al lado de otra, para hacer esas uniones se necesita cierta química o procesos, bueno en general la industria, como concepto mundial, está tratando de emigrar a procesos que sean muchos más sostenibles, eso quiere decir que trabajen en condiciones más amigables con el ambiente, menos residuos, menos contaminantes, en temperaturas más normales, etcétera, entonces aplicando proteínas podés hacer eso”.
La científica participa de equipos internacionales que hacen estudios similares aunque con otras familias de proteínas. De hecho, Mascotti subió la secuencia “resucitada” a una base de datos mundial, pública, a la que pueden acceder otros investigadores y que pueden resucitar en su propio laboratorio.
