En un nuevo estudio publicado por Naturaleza , un equipo internacional de investigadores liderado por la Universidad de Uppsala en Suecia propone un nuevo origen evolutivo para las mitocondrias, también conocidas como las "potencias de la célula". Las mitocondrias son orgánulos de conversión de energía que han desempeñado papeles clave en la aparición de complejosvida celular en la Tierra.
Las mitocondrias son orgánulos esenciales que son mejor conocidos por las reacciones de conversión de energía que alimentan nuestras células. Las mitocondrias representan características importantes de las células eucariotas: todos los tipos de células complejas, incluidos humanos, animales, plantas, hongos, etc., esencialmente todoslos 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 profundo en la aparición evolutiva de células eucariotas complejas. La evidencia de las últimas décadas respalda firmementeque las mitocondrias evolucionaron a través de la endosimbiosis, un proceso en el que una célula huésped absorbe una bacteria de vida libre. Sin embargo, tanto la identidad del ancestro mitocondrial como la naturaleza de la endosimbiosis son objeto de feroces debates.
"El trabajo anterior ha proporcionado pruebas contundentes de que las mitocondrias están relacionadas con un grupo bacteriano conocido como Alphaproteobacteria", dice Joran Martijn, investigador postdoctoral en la Universidad de Uppsala y primer autor del estudio.- diferentes estudios han apuntado a grupos alfaproteobacterianos radicalmente diferentes. Para comprender el origen de las mitocondrias, pero también el de los eucariotas, conocer la identidad del ancestro mitocondrial es crucial ".
Algunos científicos propusieron que las mitocondrias evolucionaron a partir de los Rickettsiales, un grupo parasitario de bacterias que, como las mitocondrias, viven dentro de las células eucariotas y que generalmente dependen completamente de su célula huésped para sobrevivir. Su miembro más conocido, Rickettsia prowazekii, es un notoriopatógeno humano que causa tifus.
"Creemos que hay dos razones principales para la falta de consenso sobre la identidad del antepasado mitocondrial", dice Thijs Ettema, investigador del Departamento de Biología Celular y Molecular de la Universidad de Uppsala que dirigió el equipo que realizó el estudio ".Primero, es posible que los familiares 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 conducir fácilmente a resultados muy diferentes y, por lo tanto, contradictorios."
El equipo de Uppsala trató de abordar este impasse empleando un enfoque audaz. Al analizar grandes cantidades de datos de secuencia ambiental del Pacífico y el Océano Atlántico, lograron identificar varios grupos de alfaproteobacterias no identificadas previamente. Luego, utilizando el equipo métodos desarrollados recientemente, el equipologró reconstruir los genomas de más de 40 alfaproteobacterias, pertenecientes a 12 grupos diferentes.
"Los genomas del conjunto expandido de estas alfaproteobacterias recientemente identificadas ayudaron sustancialmente a nuestros esfuerzos para determinar la posición de las mitocondrias", dice Martijn. "Esperamos que al usar un conjunto más equilibrado de alfaproteobacterias en nuestros análisis, pudiéramos superar algunos de los problemascon los que los estudios anteriores estaban luchando "
Inesperadamente, sus análisis respaldaron una nueva posición de las mitocondrias, que ahora se colocaron fuera de las Alphaproteobacteria.
Estos resultados indican que las mitocondrias no son los parientes más cercanos a ninguno de los grupos alfaproteobacterianos actualmente reconocidos, incluidos los Rickettsiales. Más bien, las mitocondrias evolucionaron a partir de un antepasado que más tarde dio lugar a todas las alfaproteobacterias actualmente reconocidas.
"Sospechamos que la ascendencia popular de las 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 dado como resultado modos de evolución muy similares pero independientes ypatrones de secuencia. Esto a su vez puede haber complicado los esfuerzos previos para determinar el origen evolutivo de las mitocondrias ".
El estudio no pudo identificar a ningún familiar 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 sabía que contenían 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".
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Materiales proporcionados por Universidad de Uppsala . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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