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| Ilustración en 3D de la terapia celular y la regeneración. Créditos: anusorn nakdee/iStock |
Presentamos el ARN autoevolutivo creado por científicos de la Universidad de Tokio. Ofrece una visión de cómo moléculas biológicas sencillas pueden dar lugar a la aparición de sistemas complejos con apariencia de vida.
Este ARN autoevolutivo puede replicarse, diversificarse y desarrollar complejidad.
Un escenario del origen de la vida describe la evolución darwiniana desde moléculas autorreplicantes, como el ARN, hacia sistemas vivos complejos. Este cambio paso a paso podría conducir a la aparición de la vida.
Aunque se ha debatido mucho sobre esta teoría, ha sido un reto crear físicamente estos sistemas de replicación de ARN. En este estudio, los científicos realizaron experimentos de evolución a largo plazo del ARN que se replica utilizando una ARN replicasa autocodificada. Explicaron cómo observaron la transición desde un sistema químico hacia la complejidad biológica.
El profesor adjunto del proyecto, Ryo Mizuuchi, dijo: "Descubrimos que la especie de ARN único evolucionó hacia un sistema de replicación complejo: una red de replicadores que comprende cinco tipos de ARN con diversas interacciones, lo que apoya la plausibilidad de un escenario de transición evolutiva previsto desde hace tiempo".
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| Las moléculas de ARN se incubaron en gotas de agua en aceite a 37 grados Celsius durante 5 horas. A continuación, se diluyó la solución hasta una quinta parte de la concentración utilizando nuevas gotas que contenían nutrientes sin ARN, y se agitó enérgicamente. Cuando este proceso se repitió varias veces, se produjeron mutaciones. modificado de Mizuuchi 2022; CC BY 4.0 |
Para este estudio, los científicos utilizaron un sistema de replicación de ARN único que puede sufrir una evolución darwiniana. Se trata de un proceso autoperpetuante de cambio continuo basado en mutaciones y selección natural. Esto permite que surjan diferentes características y que sobrevivan las que se adaptan al entorno.
Mizuuchi dijo: "Sinceramente, al principio dudábamos de que pudieran evolucionar y coexistir ARN tan diversos. En biología evolutiva, el "principio de exclusión competitiva" establece que más de una especie no puede coexistir si compite por los mismos recursos. Esto significa que las moléculas deben establecer una forma de utilizar diferentes recursos uno tras otro para una diversificación sostenida. Son sólo moléculas, así que nos preguntamos si era posible que las especies químicas no vivas desarrollaran tal innovación de forma espontánea."
"La simplicidad de nuestro sistema de replicación molecular, en comparación con los organismos biológicos, nos permite examinar los fenómenos evolutivos con una resolución sin precedentes. La evolución de la complejidad observada en nuestro experimento es sólo el principio. Deberían producirse muchos más acontecimientos hacia la aparición de sistemas vivos".
"Los resultados podrían ser una pista para resolver la pregunta definitiva que los seres humanos se han hecho durante miles de años: ¿cuáles son los orígenes de la vida?"
Fuentes, créditos y referencias:
Mizuuchi, R., Furubayashi, T. & Ichihashi, N. Evolutionary transition from a single RNA replicator to a multiple replicator network. Nat Commun, 2022 DOI: 10.1038/s41467-022-29113-x
Fuente: Universidad de Tokio