Redefinen el origen de las mitocondrias

Mitocondria
GREGORY HAN/FLICKR - Archivo
Publicado 27/04/2018 7:13:33CET

   MADRID, 27 Abr. (EUROPA PRESS) -

   En un nuevo estudio publicado por 'Nature', un equipo internacional de investigadores dirigido por la Universidad de Uppsala, en Suecia, propone un nuevo origen evolutivo de las mitocondrias, también conocidas como las "potencias de la célula". Las mitocondrias son organelas convertidoras de energía que han jugado un papel clave en la aparición de la vida celular compleja en la Tierra.

   Las mitocondrias son organelos esenciales que se conocen bien por las reacciones de conversión de energía que alimentan nuestras células. Las mitocondrias representan importantes características de las células eucariotas (todos los tipos de células complejas, incluidos los seres humanos, los animales, las plantas, los hongos, etcétera), esencialmente todos los seres vivos visibles a simple vista.

   El hecho de que todas las células eucariotas tengan (o hayan tenido) mitocondrias indica que el origen de estos orgánulos probablemente jugó un papel importante en la aparición evolutiva de células eucariotas complejas. La evidencia de las últimas décadas respalda fuertemente que las mitocondrias evolucionaron a través de la endosimbiosis, un proceso en el cual una célula huésped absorbe una bacteria que vive libremente. Sin embargo, tanto la identidad del ancestro mitocondrial como la naturaleza de la endosimbiosis son temas de muchos debates.

   "El trabajo previo ha proporcionado una fuerte evidencia de que las mitocondrias están relacionadas con un grupo bacteriano conocido como 'Alphaproteobacteria --dice el primer autor del estudio, Joran Martijn, investigador postdoctoral en la Universidad de Uppsala--. De qué linaje alfaproteobacterial evolucinó la mitocondria aún no está claro: diferentes estudios han señalado grupos alfaproteobacterianos radicalmente distintos. Para entender el origen de las mitocondrias, pero también de los eucariotas, es crucial conocer la identidad del antepasado mitocondrial".

   Algunos científicos propusieron que las mitocondrias evolucionaron a partir de 'Rickettsiales', un grupo parasitario de bacterias que, como las mitocondrias, viven dentro de células eucariotas y que generalmente dependen por completo de su célula huésped para sobrevivir. Su miembro más famoso, 'Rickettsia prowazekii', es un conocido patógeno humano que causa tifus.

   "Creemos que hay dos razones principales para la falta de consenso sobre la identidad del ancestro mitocondrial", dice el director del equipo que realizó el estudio, Thijs Ettema, investigador del Departamento de Biología Celular y Molecular de la Universidad de Uppsala. "Primero, es posible que los parientes actuales simplemente no se hayan encontrado aún, si es que aún existen. Segundo, la reconstrucción de la historia evolutiva de las mitocondrias es extremadamente desafiante y puede llevar fácilmente a resultados muy diferentes y, por lo tanto, contradictorios".

   El equipo de Uppsala trató de abordar este punto muerto mediante el empleo de un enfoque audaz. Al analizar grandes cantidades de datos de secuenciación ambiental del Pacífico y el Océano Atlántico, lograron determinar varios grupos alfaproteobacteriales previamente no identificados. Utilizando métodos recientemente desarrollados, el equipo logró reconstruir los genomas de más de 40 alfaproteobacteria, pertenecientes a 12 grupos diferentes.

   "Los genomas de conjunto expandido de estas alfaproteobacterias recién identificadas ayudaron sustancialmente a nuestros esfuerzos para determinar la posición de las mitocondrias --dice Martijn--. Esperábamos que al utilizar un conjunto más equilibrado de alfaproteobacteria en nuestros análisis, pudiéramos superar algunos de los problemas con los que luchaban los estudios previos".

UNA NUEVA POSICIÓN DE LAS MITOCONDRIAS

   Inesperadamente, sus análisis apoyaron una nueva posición de las mitocondrias, que ahora se colocaron fuera de las 'Alphaproteobacterias'. Estos resultados indican que las mitocondrias no son los parientes más cercanos a ninguno de los grupos alfaproteobacterianos actualmente reconocidos, incluidos los 'Rickettsiales'. Por el contrario, las mitocondrias evolucionaron a partir de un ancestro que más tarde dio lugar a todas las 'Alphaproteobacterias' actualmente reconocidas.

   "Sospechamos que la popular ascendencia de mitocondrias relacionada con 'Rickettsiales' es el resultado de un artefacto metodológico --explica Martijn--. Las mitocondrias y 'Rickettsiales' han evolucionado en condiciones muy similares, lo que podría haber resultado en modos de evolución y patrones de secuencia muy similares pero independientes, lo que a su vez puede haber complicado los esfuerzos previos para determinar el origen evolutivo de las mitocondrias".

   El estudio no logró identificar a ningún pariente actual del ancestro mitocondrial. "Esto fue algo decepcionante por supuesto --dice Ettema--. Pero tal vez hemos estado buscando en el lugar equivocado. En este estudio, nos centramos en las aguas oceánicas, ya que se sabe que contienen una multitud de alfaproteobacterias no caracterizadas".

   Ettema y su equipo continuarán su búsqueda de parientes mitocondriales. "Desentrañar el origen de las mitocondrias es clave para comprender el origen de la vida compleja. Si todavía existen parientes mitocondriales modernos, estoy convencido de que los encontraremos en algún momento", concluye.

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