14 de Octubre de 2016
EVOLUCIÓN

La transición de los seres unicelulares a los animales

El ancestro unicelular de los animales ya disponía de los mecanismos internos básicos para originar distintos tipos de tejidos.

La ameba Capsaspora owczarzaki no solo posee los genes responsables de la diferenciación celular, propia de los seres pluricelulares, sino también las herramientas moleculares que le permiten que estos genes se expresen o no. [IBE/CRG]

Los primeros animales evolucionaron a partir de sus ancestros unicelulares hace unos 800 millones de años, pero nuevas investigaciones indican que este salto hacia los organismos pluricelulares en el árbol de la vida puede que no fuera tan drástico como se suponía. En un trabajo reciente, un grupo de investigadores del Instituto de Biología Evolutiva (IBE) y del Centro de Regulación Genómica (CRG), en Barcelona, demuestran que el ancestro unicelular de los animales probablemente ya poseía algunos de los mecanismos que las células animales utilizan hoy para dar lugar a los diferentes tipos de tejidos.

Los investigadores se centraron en la ameba Capsaspora owczarzaki, un organismo unicelular cercano a los animales pluricelulares actuales y que vive como huésped que vive en un caracol de agua dulce. Este organismo ha sido utilizado previamente por el grupo de uno de los autores, Iñaki Ruiz-Trillo, del IBE, para aprender más sobre la evolución de los animales. En trabajos anteriores, secuenció el genoma de Capsaspora y descubrió que contenía muchos genes que, en los animales, están relacionados con funciones pluricelulares.

Al tratarse de un organismo unicelular, Capsaspora no puede presentar tipos celulares diferentes al mismo tiempo, como los humanos. Sin embargo, un individuo de Capsaspora puede cambiar su tipo celular a lo largo del tiempo y pasar de una ameba solitaria a una colonia agregada de células; o, a lo largo de su ciclo biológico, puede adquirir una forma quística (una forma de resistencia ante condiciones adversas). El nuevo estudio explora hasta qué punto Capsaspora utiliza los mismos mecanismos para controlar la diferenciación de su célula como lo hacen los animales para controlar la especialización de las células en diferentes tejidos.

Los investigadores analizaron las proteínas de Capsaspora para determinar cómo el organismo puede regular sus procesos internos en los diferentes estadios de su vida. El genoma ofrece las instrucciones para construir una célula, pero la información que nos proporciona el proteoma permite comprender cómo funcionan las células en realidad. «La proteómica basada en espectrometría de masas nos permite medir qué proteínas se están expresando y cómo estas están siendo modificadas», comenta Eduard Sabidó, del CRG. «La señalización intracelular depende de estas modificaciones en las proteínas, así que, gracias a este tipo de análisis, sabemos no solo qué hay en la célula, sino también cómo esta se organiza y se comunica internamente.»

Los mismos mecanismos de diferenciación celular

Los autores descubrieron que, de un estadio a otro, el conjunto de proteínas de Capsaspora experimenta grandes cambios, y el organismo utiliza en gran parte las mismas herramientas que las que usan los animales pluricelulares para regular estos procesos celulares. De este modo, Capsaspora activó factores de transcripción y un sistema de señalización tirosina-cinasa en diferentes estadios para regular la formación de proteínas. «Estos son los mismos mecanismos que utilizan los animales para diferenciar un tipo celular de otro, pero no se habían observado antes en organismos unicelulares», comenta Ruiz-Trillo.

La presencia de estas herramientas para regular las proteínas tanto en Capsaspora como en los animales significa que el ancestro unicelular de todos los animales probablemente poseía estos sistemas, y era más complejo de lo que los científicos sospechaban hasta la fecha. «El ancestro ya tenía las herramientas que la célula necesitaba para diferenciarse y dar lugar a distintos tejidos», explica Sabidó. «Las células que existían antes que los animales estaban más o menos preparadas para dar ese salto evolutivo.»

Más información en Developmental Cell

Fuente: IBE / CRG

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