El ojo siempre ha sido complicado. Incluso Charles Darwin, con su teoría de la evolución, tuvo dificultades para explicar la evolución de ese intrincado globo ocular. Un nuevo descubrimiento en el que juegan un papel importante bacterias de más de 500 millones de años aporta ahora más claridad.
En concreto, investigadores estadounidenses han hallado pruebas de intercambio de paquetes de genes entre bacterias y vertebrados. Su nuevo estudio se centra en un ejemplo concreto de ello: El gen IRBP (interphotoreceptor retinoid-binding protein), que contiene el código para fabricar una proteína, es un eslabón clave en el desarrollo del ojo y la percepción de la luz.
Los científicos utilizaron la potencia de cálculo del avanzado modelo informático IQ-TREE para desentrañar la historia evolutiva del origen del ojo en los vertebrados y dieron con otras secuencias de genes bacterianos en humanos que no estaban presentes en nuestros lejanos antepasados.
Tomar prestados genes de otras formas de vida
La idea de la polinización genética cruzada entre bacterias y vertebrados no es nueva. Cuando en 2001 se secuenció por primera vez el conjunto de genes de los humanos, los científicos pensaron que se trataba de más de doscientos genes “bacterianos”. Sin embargo, muchos de estos vínculos genéticos microbianos no se confirmaron en estudios posteriores. Empleando un nuevo programa informático, el investigador Matthew Daugherty y sus colegas de la Universidad de California profundizaron en el ADN humano y compararon los fragmentos de ADN con secuencias genéticas similares de cientos de otras especies. Se marcaron como interesantes genes que no se encontraban en antepasados lejanos. Según los investigadores, serían buenos candidatos para saltar directamente de las bacterias a los vertebrados. “De las docenas de genes potencialmente divergentes, había uno que sobresalía por encima del resto”, afirma Daugherty.
Eslabón clave: del reciclaje de proteínas a la visión
Se trataba del gen IRBP, ya conocido por ser un eslabón importante para la visión. La proteína que permite sintetizar hace su trabajo en el espacio entre la retina y el epitelio pigmentario de la retina (EPR), una capa unicelular de la retina conectada a la retina neurosensorial. Cuando la luz incide en un fotorreceptor fotosensible, se produce un “pliegue” en los complejos de vitamina A presentes, liberando un impulso eléctrico que activa el nervio óptico. La IRBP se encarga de que el pliegue de estas moléculas desaparezca de nuevo y el complejo de vitamina A vuelva a su forma anterior. Según los investigadores, la IRBP es esencial para la visión en todos los vertebrados.
La IRBP sigue siendo muy similar a un grupo de secuencias genéticas bacterianas denominadas peptidasas. Estas enzimas son más conocidas por su capacidad para reciclar proteínas. Supuestamente, hace más de 500 millones de años, un gen de peptidasa saltó de un microbio a un antiguo antepasado de todos los vertebrados actuales.
Una vez que este gen se encapsuló en su nueva ubicación, se copió a sí mismo dos veces. Después, perdió su función de reciclado de proteínas y adoptó un papel visual al unirse a moléculas sensibles a la luz, según el estudio.
No es incontrovertible
El papel esencial de la IRBP no es incontrovertible. Algunos biólogos del sector no están totalmente de acuerdo con la teoría de los investigadores californianos. Pero que el intercambio horizontal de genes tiene lugar entre formas de vida completamente diferentes es seguro. Cuando una secuencia genética arraiga en una nueva especie, el proceso evolutivo puede correr con ella, a veces creando capacidades completamente nuevas o dando un enorme impulso a habilidades ya existentes del receptor. Es un concepto fascinante que sin duda será objeto de muchas investigaciones posteriores.
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