Una bacteria genera simplicidad de lo complejo
La investigación ha sido llevada a cabo por Christian Barrett, Christopher Herring, Jennifer L. Reed, y Bernhard O. Palsson, de la Universidad de California en San Diego.
La ubicua y usualmente inofensiva bacteria E. coli tiene la séptima parte del número de genes de un ser humano, estando más de mil de ellos involucrados en el metabolismo y en la regulación del mismo. La activación de combinaciones aleatorias de estos genes teóricamente podría generar una variedad enorme de alternativas. Sin embargo, un hecho sorprendente que puede arrojar luz sobre cómo operan las células humanas, es que tan sólo unos pocos estados metabólicos predominantes se registran en la E. coli cuando se la "cultiva" en 15.580 ambientes distintos, en simulaciones por ordenador.
Los investigadores han confirmado la complejidad de las redes bioquímicas de la E. coli y otros organismos modelo, abarcando centenares de redes reguladoras y metabólicas, pero esta complejidad genética produce sorprendentemente pocas funciones fisiológicas. Ésta es posiblemente una característica común en muchas, sino en todas las especies.
Palsson y sus colegas crearon un modelo virtual de E. coli basándose en los resultados de miles de experimentos previos, algunos concluidos hace décadas. El propósito de este estudio fue simular todas las interacciones moleculares posibles en una cepa de E. coli para obtener una vista global de la gama de sus redes funcionales, y descubrieron que las células utilizan sólo unas cuantas de ellas.
 | | Los científicos participantes en el trabajo. (Foto: UCSD) |
Los investigadores simularon el comportamiento de 1.010 de los 4.200 genes de la E. coli. Estos genes están relacionados con detectar, ingerir y degradar el "alimento" potencial en forma de azúcares y otras moléculas orgánicas ricas en energía.
Los investigadores simularon los "estados funcionales" de las redes metabólicas y reguladoras de la E. coli en 15.580 ambientes de fuentes nutritivas y receptores de electrones. Para su sorpresa, la E. coli demostró sólo seis estados funcionales distintos.
Los organismos superiores tienen genomas mayores y mucho más complejos, pero varios estudios teóricos predicen que incluso las células eucarióticas manifestarán un número relativamente pequeño de estados funcionales.
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