¿Sabías que un gen bacteriano nos dio el sentido de la vista?
👤 Por Michael Maldonado
La evolución humana está llena de misterios que la ciencia ha ido resolviendo con el tiempo. Uno de los descubrimientos más fascinantes en las últimas décadas es el papel que desempeñan los genes bacterianos en nuestra historia evolutiva. Entre ellos, un gen transferido desde bacterias hace más de 500 millones de años resultó ser crucial para el desarrollo del sentido de la vista en los vertebrados.
Este hallazgo, descrito en un estudio publicado en Proceedings of the National Academy of Sciences, amplía nuestra comprensión de la evolución y del papel fundamental de los microorganismos en la formación de órganos tan complejos como el ojo humano.
Transferencia genética horizontal: el vínculo bacterias-humanos
Según el estudio, los investigadores analizaron el genoma de vertebrados ancestrales y concluyeron que un gen clave para la visión provino de bacterias mediante transferencia genética horizontal (HGT, por sus siglas en inglés). Este proceso permite que los genes se transfieran entre especies no relacionadas, como bacterias y vertebrados, y ha desempeñado un papel fundamental en la evolución de numerosas características biológicas.
Entre estas, destaca el desarrollo del sentido de la vista, que puede rastrearse hasta un gen bacteriano crucial. Este descubrimiento no solo amplía nuestro entendimiento sobre la evolución, sino que también subraya la compleja red de interacciones entre los organismos a lo largo de la historia evolutiva.
Un gen bacteriano clave en el origen del sentido de la vista
El equipo descubrió que un gen bacteriano, perteneciente a la familia de proteínas peptidasas S41, fue transferido al genoma de los vertebrados ancestrales mediante transferencia genética horizontal (HGT).
Hace más de 500 millones de años, el ancestro común de todos los vertebrados incorporó este gen bacteriano a su genoma. Con el tiempo, este gen evolucionó para dar origen a la proteína de unión al retinoide interfotorreceptor (IRBP, por sus siglas en inglés).
La IRBP desempeña un papel crucial en el reciclaje de retinoides, compuestos derivados de la vitamina A esenciales para la detección de la luz. Sin esta proteína, el ciclo visual no podría funcionar correctamente, lo que habría impedido el desarrollo de la visión en condiciones de baja iluminación, una característica fundamental de los vertebrados.
Durante el proceso evolutivo, la proteína perdió su actividad catalítica y se especializó en el transporte de retinoides entre las células fotorreceptoras y las del epitelio pigmentario de la retina. Este reciclaje eficiente permitió la separación de las funciones de detección y regeneración, un cambio evolutivo clave que distinguió a los ojos de los vertebrados de los de otros animales.
Evolución del ojo: de lo primitivo a lo complejo
El ojo vertebrado, con su capacidad para percibir imágenes detalladas y colores en una amplia gama de intensidades de luz, es una de las estructuras más complejas y asombrosas de la biología. Este órgano evolucionó a partir de estructuras primitivas sensibles a la luz, como los ocelos, presentes en organismos invertebrados.
La adquisición del gen bacteriano que dio lugar a la IRBP fue un punto de inflexión. Permitió a los primeros vertebrados optimizar la función visual, facilitando la adaptación a diversos entornos, desde las profundidades oceánicas hasta paisajes terrestres.
A lo largo del tiempo, el ojo de los vertebrados experimentó múltiples transiciones evolutivas, incluyendo la formación de lentes para enfocar la luz, la diferenciación de conos y bastones para percibir colores y contrastes, y el desarrollo de la retina. La proteína IRBP continúa siendo esencial en este proceso, al garantizar la regeneración constante de los compuestos fotosensibles necesarios para la visión.
Otras influencias de transferencia genética bacteriana en humanos
La HGT no solo ha influido en la evolución del ojo, sino también en otros aspectos de la biología humana. Por ejemplo, algunos genes bacterianos adquiridos han contribuido a mejorar el metabolismo de los carbohidratos, la síntesis de vitaminas y la respuesta inmune.
Un caso destacado es el origen viral de las sincitinas, proteínas clave para la formación de la placenta en mamíferos. Estos ejemplos refuerzan la idea de que la interacción con microorganismos ha sido una fuente continua de innovación evolutiva.
Lo que este hallazgo revela sobre la evolución
El descubrimiento del origen bacteriano de la proteína IRBP subraya cómo la evolución no solo depende de la modificación de genes existentes, sino también de la adquisición de material genético completamente nuevo. Este hallazgo también destaca la importancia de los microorganismos en la historia evolutiva de los eucariotas, aportando evidencia de que los procesos de HGT han sido cruciales para la aparición de funciones biológicas complejas.
La investigación sobre la HGT continúa revelando cómo genes bacterianos y virales han impactado no solo a los vertebrados, sino también a otros linajes eucariotas. Comprender estos procesos ofrece una perspectiva más completa de la evolución, así como oportunidades para explorar nuevas aplicaciones biotecnológicas basadas en las adaptaciones moleculares adquiridas a lo largo de millones de años.
Referencias
Kalluraya, C. A., Weitzel, A. J., Tsu, B. V., & Daugherty, M. D. (2023). Bacterial origin of a key innovation in the evolution of the vertebrate eye. Proceedings of the National Academy of Sciences, 120(16), e2214815120. https://doi.org/10.1073/pnas.2214815120
