Intercambios gen¨¦ticos en los albores de la vida

Imag¨ªnese que la cuarta parte de sus genes fueran importaciones recientes de las bacterias. ?Ciencia ficci¨®n? No tanto: la cuarta parte de los genes de una ex¨®tica bacteria proceden de sus parientes m¨¢s lejanos, las arqueas, en un proceso natural que puede haber sucedido hace miles de millones de a?os y que lleva a replantearse el debate sobre los actuales organismos gen¨¦ticamente modificados en su justo t¨¦rmino. El pasado 27 de mayo se revel¨® que la cuarta parte de los genes de una ex¨®tica bacteria denominada Thermotoga maritima eran muy parecidos a los genes de unos organismos denominados arqueobacterias o arqueas. Aunque las arqueas y las denominadas eubacterias -el grupo al que pertenecen las Thermotoga y la mayor parte de los microorganismos comunes- son ambas unicelulares y microsc¨®picas, este parecido es meramente ilusorio. Las eubacterias y las arqueas son grupos de organismos extremadamente antiguos que tomaron sendas evolutivas diferenciadas hace miles de millones de a?os. Los dos grupos est¨¢n menos relacionados entre s¨ª de lo que las arqueas lo est¨¢n con organismos multicelulares como las plantas, los animales y los humanos. Demostrar, por tanto, que la cuarta parte de los genes de la Thermotoga maritima son de origen arqueo es equivalente a decir que una cuarta parte de los genes humanos son de origen bacteriano. El fen¨®meno representa el ejemplo m¨¢s llamativo de transferencia de genes horizontal, o dicho con otras palabras, de modificaci¨®n gen¨¦tica de los organismos. El hecho de que este proceso sea enteramente natural, y que haya tenido lugar sin intervenci¨®n humana, presumiblemente hace miles de millones de a?os, es aleccionador en el actual debate sobre los organismos gen¨¦ticamente modificados.

Un genoma modesto

El extra?o parentesco de la Thermotoga maritima sali¨® a la luz a partir del estudio del genoma completo de ese organismo, publicado en Nature por J. Craig Venter, del Instituto para Investigaci¨®n Gen¨®mica (TIGR) de Rockville, Maryland, en Estados Unidos. El genoma de la Thermotoga maritima consta de 1.860.725 pares de bases (las unidades que forman el ADN). Es un tama?o comparable al del genoma de la bacteria Haemophilus influenzae (cuya secuencia obtuvo tambi¨¦n un equipo del TIGR), pero s¨®lo supone aproximadamente la cuarta parte del genoma de la com¨²n bacteria intestinal Escherichia coli (4,6 millones de pares de bases), y una min¨²scula fracci¨®n del tama?o del genoma de la levadura Saccharomyces cerevisiae (13 millones de pares de bases). A pesar de su modesto tama?o, el genoma de la Thermotoga maritima contiene una gran cantidad de informaci¨®n gen¨¦tica interesante para los investigadores. El genoma est¨¢ compuesto de 1.877 genes, 863 de los cuales (el 46%) no tienen una funci¨®n conocida por el momento. El genoma parece reflejar el extra?o estilo de vida del organismo a que corresponde: la T. maritima fue aislada inicialmente de sedimentos marinos geot¨¦rmicamente calentados en Vulcano (Italia). Quiz¨¢ no sea sorprendente que 108 de sus genes se correspondan con los genes encontrados s¨®lo en las eubacterias y las arqueas term¨®filas, es decir, que viven en ambientes extremadamente calientes, como fuentes termales, en los que la temperatura puede superar los 100? C, como los de la arquea term¨®fila Pyrococcus horikoshii, con un genoma de 1,8 millones de pares de bases, cuya secuencia, obtenida por investigadores del Instituto Nacional de Tecnolog¨ªa y Evaluaci¨®n de Jap¨®n, se public¨® el a?o pasado. Los genes de tipo arquea no se han encontrado salpicados de forma uniforme en el genoma de la T. maritima. Ochenta y uno de ellos se encuentran organizados en 15 grupos delimitados con un tama?o que var¨ªa entre los 4.000 y los 20.000 pares de bases. Esto sugiere que hubo episodios en los que se transfirieron segmentos completos de genes entre la arquea y la eubacteria.