Una enzima humana evolucionó a partir de antiguos organismos unicelulares

AK6, una enzima que se encuentra en el núcleo de las células humanas, contiene rastros claros de organismos unicelulares llamados Asgard archa, según un nuevo estudio. El descubrimiento ayudará a comprender cómo las células humanas han evolucionado a partir de predecesores más primitivos.

Investigadores de la Universidad de Umeå, en Suecia, han demostrado que una enzima presente en el núcleo de las células humanas se ha originado a partir de una de las primeras formas de vida que existieron en la Tierra: las arqueas. El hallazgo agrega una pequeña pieza al rompecabezas que hará posible comprender cómo las células humanas se desarrollaron a partir de organismos unicelulares presentes en la Tierra primitiva.

De los organismos unicelulares al ser humano

Múltiples teorías sostienen que los organismos eucariotas, entre ellos el ser humano, se desarrollaron a partir de las arqueas y éstas, a su vez, desde las primeras bacterias. Los eucariotas tienen la característica de disponer de diversas células con núcleo verdadero, en tanto que las arqueas son organismos unicelulares. 

Tanto las arqueas como las bacterias no poseen núcleos celulares, y aunque son semejantes en algunos aspectos presentan otras diferencias, que permiten dividirlas en dos dominios distintos. Se cree que los primeros organismos unicelulares surgieron en la Tierra hace unos 3.700 millones de años, mientras que las primeras células eucariotas se originaron hace unos 1.700 millones de años.

Si se comprueban los rastros de estos primeros organismos en las células de los eucariotas, se habrá dado un gran paso para entender el origen y la evolución de la vida en la Tierra, e incluso en otros planetas en los cuales pueda identificarse alguna forma de vida microbiana en el futuro. Según una nota de prensa, los científicos a cargo del nuevo estudio, publicado recientemente en la revista Science Advances, han identificado que la enzima humana AK6 presenta rastros del organismo unicelular Asgard archa, una de las formas de vida más antiguas.

Un mecanismo molecular único

La enzima AK6 es muy importante para el organismo humano: cumple una variedad de funciones trascendentales, como su participación en el metabolismo energético, la estabilización del genoma y la muerte celular programada, entre otras tareas. En tanto, el predecesor primitivo (Asgard archa) es un sencillo organismo unicelular que mide una diezmilésima de centímetro. 

Sin embargo, presenta una característica única: mientras que la enzima humana AK6 solo puede reconocer y usar una molécula específica al catalizar una reacción química, la enzima de Asgard archa puede emplear una amplia gama de moléculas. Vale recordar que las enzimas son moléculas orgánicas que actúan precisamente como catalizadores de reacciones químicas, acelerando la velocidad de estas reacciones y produciendo así cambios químicos significativos para el funcionamiento de los organismos.

Este mecanismo molecular de la enzima de Asgard archa se sustenta en el uso del aminoácido glutamina, que tiene propiedades químicas únicas. Al descubrir la “herencia” de este proceso en la enzima humana, los investigadores han avanzado en la comprensión del papel que han tenido estos organismos más antiguos en el desarrollo de formas de vida más complejas. 

Por otro lado, los investigadores resaltaron que el mecanismo molecular identificado podrá utilizarse como una “pieza de Lego” para crear nuevas enzimas, que podrían tener amplias aplicaciones en diversos ramas de la industria y en el desarrollo de fármacos. 

Referencia

Insights into the evolution of enzymatic specificity and catalysis: From Asgard archaea to human adenylate kinases. Apoorv Verma et al. Science Advances (2022). DOI:https://doi.org/10.1126/sciadv.abm4089