Un investigador del Instituto de Catálisis del CSIC, Manuel Ferrer, acaba de publicar en la prestigiosa revista Nature, un artículo que puede arrojar luz sobre las primeras etapas de la evolución de la vida en la tierra. Además del contenido científico, es importante reseñar este caso como ejemplo de la buena ciencia que desarrollan los investigadores españoles.

El artículo describe el estudio de la totalidad de las proteínas del microorganismo Ferroplasma acidiphilum que habita, como su nombre quiere indicar, en ambientes muy ácidos y con grandes concentraciones de hierro y otros metales, características éstas que se dan, por ejemplo, en las menas de pirita.

La particularidad que se ha descubierto es que el 86% de sus proteínas contienen hierro, incluyendo en este porcentaje, proteínas del metabolismo que, en otros microorganismos, realizan su función sin requerir este metal. De hecho, los autores del artículo investigaron también las proteínas de otros microorganismos relacionados filogenéticamente que habitan nichos parecidos y no encontraron esta particularidad.

El hierro presente en las proteínas de F. acidiphilum está unido a ellas, estabilizando su estructura tridimensional como si fuera un remache. De tal forma que su eliminación en algunas proteínas elegidas al azar, hace que, en el 80% de los casos, la proteína se vuelva inestable y pierda su funcionalidad.

A partir de este punto lo interesante es la explicación evolutiva que se ofrece. Lo primero que podríamos pensar es que este microorganismo se ha adaptado a su ambiente rico en hierro incluyéndolo en su maquinaria celular, pero esta conclusión es descartable ya que microorganismos relacionados que comparten su hábitat no poseen estos remaches de hierro en sus proteínas. La explicación alternativa nos recuerda que actualmente se considera una teoría sobre el origen de la vida que describe su nacimiento en el ambiente ferro-sulfurado de los depósitos piríticos. En estas condiciones, el hierro y el azufre de la superficie del mineral actuarían como catalizadores de la formación, y posteriores transformaciones, de las moléculas orgánicas. Con el cambio de las condiciones ambientales hacia las actuales, con poco hierro en disolución debido al elevado pH, se seleccionaron los sistemas eficientes en ausencia de este metal. Asumiendo esta teoría, F. acidiphilum, al no abandonar este ambiente inicial, no perdió el sistema original, constituyendo ahora una reliquia de la evolución que merece la pena seguir estudiando, tanto por las aplicaciones biotecnológicas que se puedan derivar de este tipo de enzimas, como por dilucidar un poco mejor la eterna pregunta ¿de dónde venimos?

Olga Zafra, PhD.

Dpto. de Biotecnología Microbiana.

Centro Nacional de Biotecnología. CSIC.

Campus de la UAM