Investigadores del Instituto de Biología Integrativa de Sistemas (I2SysBio), Juli Peretó y Pablo Carbonell, han propuesto una innovadora estrategia para abordar el enigma que rodea el origen de la vida y su conexión con el metabolismo del último ancestro común universal (LUCA). Este trabajo ha sido publicado en la revista Philosophical Transactions, de la Royal Society británica, donde se detalla el uso del metabolismo generativo, un enfoque característico de la biología sintética que incorpora algoritmos de inteligencia artificial para retroceder desde LUCA hacia los inicios de la vida.
Una nueva perspectiva sobre el origen de la vida
Pablo Carbonell, investigador científico del CSIC, enfatiza que “nuestra propuesta se basa en metodologías del metabolismo generativo, que han demostrado su eficacia en el ámbito de la biología sintética y la ingeniería metabólica”. Juli Peretó, catedrático de Bioquímica y Biología Molecular en la Universitat de València (UV), añade que “la novedad radica en aplicar estas técnicas a uno de los grandes problemas no resueltos sobre la evolución primitiva: cómo emergió el complejo metabolismo de LUCA”.
El estudio argumenta que los modelos basados en metabolismo generativo, fundamentados en un conjunto de reglas reactivas, ofrecen una vía prometedora para investigar la evolución enzimática dentro de un amplio espacio metabólico. Este espacio incluye tanto las reacciones metabólicas actualmente observadas como aquellas potenciales bajo ciertas condiciones ambientales. Los investigadores sostienen que al comprender esta gama completa de reacciones posibles, se pueden formular hipótesis más detalladas sobre los orígenes de la vida.
Desentrañando los secretos del pasado
Uno de los desafíos clásicos en el estudio del origen de la vida es entender cómo ocurrió la transición desde la química prebiótica —en un planeta muy diferente al actual— hacia los primeros metabolismos capaces de dar lugar a microorganismos. Hasta ahora, las estrategias ascendentes (de química a biología) y descendentes (desde la diversidad metabólica contemporánea hasta LUCA) no lograban cerrar la brecha entre el mundo prebiótico y LUCA.
“Se puede rastrear la evolución de las enzimas a través del árbol filogenético hacia LUCA y mapear los genes ancestrales que probablemente poseía este organismo junto con sus grupos correspondientes de reacciones”, explican Carbonell y Peretó. Con las metodologías derivadas del metabolismo generativo, sugieren que los grupos reactivos observados hoy pueden ser revertidos hasta las reacciones prebióticas asociadas con los inicios de la evolución biológica.
Este artículo forma parte de un volumen especial dedicado a "Origins of life: the possible and the actual" en Philosophical Transactions, coordinado por Ricard Solé (ICREA, Instituto de Biología Evolutiva CSIC-UPF), Chris Kempes (Santa Fe Institute) y Susan Stepney (Universidad de York).
Referencia: Carbonell P., Peretó J. (2025): «Before LUCA: unearthing the chemical roots of metabolism». Phil. Trans. R. Soc. B 380: 20240292. DOI 10.1098/rstb.2024.0292
Pie de foto anexo: Imagen representativa del monográfico donde se publica el artículo “Before LUCA: unearthing the chemical roots of metabolism”.
Preguntas sobre la noticia
¿Quiénes son los investigadores que proponen la estrategia para llenar el vacío entre el origen de la vida y el metabolismo del ancestro común universal?
Los investigadores son Juli Peretó y Pablo Carbonell, del Instituto de Biología Integrativa de Sistemas (I2SysBio), un centro mixto de la Universitat de València (UV) y del Consejo Superior de Investigaciones Científicas (CSIC).
¿Qué metodología utilizan los investigadores en su propuesta?
Utilizan la estrategia del metabolismo generativo, que emplea algoritmos de inteligencia artificial para extrapolar las capacidades metabólicas del último ancestro común universal (LUCA) hacia el pasado.
¿Cuál es el objetivo principal de la investigación presentada?
El objetivo es retroceder desde LUCA hasta el origen de la vida y explorar cómo emergió el metabolismo complejo de LUCA.
¿Qué problema clásico aborda este trabajo sobre la evolución primitiva de la vida?
Aborda cómo se dio la transición de la química prebiótica a los metabolismos más primitivos que hicieron posible la evolución de los primeros microorganismos.
¿Cómo ayudan los modelos de metabolismo generativo en esta investigación?
Estos modelos abren una vía prometedora para explorar la evolución enzimática dentro de un espacio metabólico extendido, lo cual permite hacer hipótesis más detalladas sobre los orígenes de la vida.
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