Científicos recrean lo que había antes de la vida, hace más de 4.000 millones de años

Para algunos, la historia de la ciencia se mide en humillaciones. La humillación cosmológica en la que Galileo nos alejó del centro del universo, la humillación biológica en que Darwin nos reveló como un mono más y, en algún momento podría llegará la humillación química, con la que comprenderemos que la vida es más casual y espontánea de lo que tradicionalmente hemos pensado. De hecho, un nuevo estudio de la Universidad de Tokio ha dado un avance interesante en esa misma línea: han logrado crear una molécula de ARN capaz de evolucionar por su cuenta. Y, aunque dicho así la revolución parece muy evidente, lo cierto es que para los expertos lo innovador, en este caso, está en los detalles.

No hay nada nuevo en que el ARN se copie y sufra mutaciones. Recordemos que se trata de un pariente de nuestro ADN que, en lugar de las cuatro moléculas que usa el ADN para codificar sus instrucciones (adenina, guanina, citosina y timina), emplea adenina, guanina, citosina y uracilo. Conocemos virus cuya genética se basa en el ARN y que son capaces de mutar y dar lugar a nuevas variantes y cepas. Sin ir más lejos, los coronavirus como el SARS-CoV-2 son un ejemplo de ello. La clave, en este caso, es que el ARN “evolucione” aislado del resto de elementos que suele haber presentes en las formas de vida a excepción de dos: una replicasa que hiciera copias del ARN y un sistema de traducción que leyera el ARN como si fuera un libro de instrucciones para crear con él proteínas. Pensemos que, incluso los virus necesitan replicar y traducir su ARN en células vivas, por lo que esta restricción era más que relevante.

Érase una vez

Tenemos bastante claro cómo fueron cambiando nuestros simiescos antepasados hasta que surgió el género homo, más adelante la especie Homo sapiens y, finalmente, los humanos modernos. Sin embargo, apenas intuimos cómo fue el primero de todos los grandes pasos de la vida. ¿Cómo logramos pasar de agua en la que flotaban sustancias químicas relativamente complejas a que estas pudieran evolucionar? ¿Cómo fue el paso de esas moléculas capaces de adaptarse a las primeras células? Son dos de los puntos más determinantes de la aparición de la vida, y aunque tenemos hipótesis para dar y tomar, no parece haber una respuesta clara y consensuada, como ocurre con muchas otras cuestiones de las ciencias.

Lo que el estudio buscaba era recrear una situación parecida a aquella del pasado remoto, hace más de 4.000 millones de años y ver si conseguían que evolucionara. Para ella tomaron unas moléculas de ARN, recreando un momento de nuestra historia en el que suponemos que el ARN era la molécula más compleja y cercana a la vida, un mundo de ARN. Sin embargo, para copiarse y traducirse necesita la replicasa y el sistema de traducción que habíamos relatado antes, así que lo añadieron al experimento. Lo único que faltaba era alguna forma de encapsular ese ARN para que no estuviera flotando por el medio y decidieron usar gotitas de aceite. Al repeler el agua, el aceite tiende a “encogerse”, formando diminutas esferas (que son la forma geométrica que más minimiza su superficie y, por lo tanto, su contacto con el medio.

Diluyendo y mutando

A continuación, lo que hicieron los investigadores fue muy parecido a la receta de la masa madre. Del mismo modo que para cultivar tus propias levaduras necesitas darles alimento e ir retirando algunas del bote donde las hagas crecer, en este caso se trataba de hacer lo propio con el ARN. En un recipiente colocaron las moléculas de ARN encapsuladas en las gotas con su replicasa y su sistema de transcripción, manteniéndolas a una temperatura de 37 grados centígrados durante 5 horas. A continuación, tomaban una quinta parte de ellas y las pasaban a un nuevo reciente para darles espacio añadiendo, posteriormente, algunas gotas en cuyo interior solo había nutrientes para que pudieran seguir dividiéndose.

Según los investigadores, la diferencia con los estudios previos radica en que utilizan un sistema diferente de replicación de ARN que en teoría permitía una evolución darwiniana. Efectivamente, lograron que las moléculas incubadas fueran mutando y se estabilizaran en cuatro “tipos” de ARN diferentes. Estas cuatro “evoluciones” del ARN original (simplificándolo mucho), demostraron que podían coexistir a pesar del principio de exclusión competitiva, por el que se supone que cuando más de una especie compite por el mismo recurso, una de ellas acaba desplazando al resto.

Queda muchísimo trabajo por delante, pero este estudio ha supuesto una ventana a nuestro pasado algo diferente a las que habíamos visto hasta ahora.

QUE NO TE LA CUELEN:

• Hace tiempo que sabemos que algunos sistemas carentes de vida pueden mostrar algo similar a la evolución darwiniana. Ese es el caso de este ARN, que no estando vivo, parece comportarse como si lo estuviera, recordándonos lo complejo que es dar una definición satisfactoria, completa y precisa de lo que es realmente la vida.

REFERENCIAS (MLA):

• “Evolutionary transition from a single RNA replicator to a multiple replicator network” Nature Communications