Intercambios genéticos en los albores de la vida

Imagínese que la cuarta parte de sus genes fueran importaciones recientes de las bacterias. ¿Ciencia ficción? No tanto: la cuarta parte de los genes de una exótica bacteria proceden de sus parientes más lejanos, las arqueas, en un proceso natural que puede haber sucedido hace miles de millones de años y que lleva a replantearse el debate sobre los actuales organismos genéticamente modificados en su justo término. El pasado 27 de mayo se reveló que la cuarta parte de los genes de una exótica 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 microscópicas, 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 años. Los dos grupos están menos relacionados entre sí de lo que las arqueas lo están 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 fenómeno representa el ejemplo más llamativo de transferencia de genes horizontal, o dicho con otras palabras, de modificación genética de los organismos. El hecho de que este proceso sea enteramente natural, y que haya tenido lugar sin intervención humana, presumiblemente hace miles de millones de años, es aleccionador en el actual debate sobre los organismos genéticamente modificados.

Un genoma modesto

El extraño parentesco de la Thermotoga maritima salió a la luz a partir del estudio del genoma completo de ese organismo, publicado en Nature por J. Craig Venter, del Instituto para Investigación Genómica (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 tamaño comparable al del genoma de la bacteria Haemophilus influenzae (cuya secuencia obtuvo también un equipo del TIGR), pero sólo supone aproximadamente la cuarta parte del genoma de la común bacteria intestinal Escherichia coli (4,6 millones de pares de bases), y una minúscula fracción del tamaño del genoma de la levadura Saccharomyces cerevisiae (13 millones de pares de bases). A pesar de su modesto tamaño, el genoma de la Thermotoga maritima contiene una gran cantidad de información genética interesante para los investigadores. El genoma está compuesto de 1.877 genes, 863 de los cuales (el 46%) no tienen una función conocida por el momento. El genoma parece reflejar el extraño estilo de vida del organismo a que corresponde: la T. maritima fue aislada inicialmente de sedimentos marinos geotérmicamente calentados en Vulcano (Italia). Quizá no sea sorprendente que 108 de sus genes se correspondan con los genes encontrados sólo en las eubacterias y las arqueas termófilas, es decir, que viven en ambientes extremadamente calientes, como fuentes termales, en los que la temperatura puede superar los 100º C, como los de la arquea termófila Pyrococcus horikoshii, con un genoma de 1,8 millones de pares de bases, cuya secuencia, obtenida por investigadores del Instituto Nacional de Tecnología y Evaluación de Japón, se publicó el año 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 tamaño que varía 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.