Presentación en cartel - VIII Reunión de SOMA - Universidad ...

VIII Reunión de la Sociedad Mexicana de Astrobiología
Cuernavaca, Morelos. 24 de agosto de 2012 83
Presentación en cartel: BIOLOGÍA Y EVOLUCIÓN
ENDOSIMBIONTES COMO MODELOS DE CÉLULAS MÍNIMAS
Luis José Delaye Arredondo, CINVESTAV Irapuato
ldelaye@ira.cinvestav.mx
David José Martínez Cano, CINVESTAV Irapuato
Introducción
¿Cuál es el número mínimo de funciones necesarias para sustentar la vida? Esta pregunta, con
una larga tradición en biología teórica, ha sido abordada bioinformática y experimentalmente por
diversos grupos de investigación en fechas recientes. El concepto de célula mínima presupone que debe
de existir un número mínimo de genes, y por lo tanto de funciones, necesarias para mantener a la
unidad fundamental de la vida, que es la célula.
La búsqueda de la célula mínima, en su aproximación más platónica, es también la búsqueda de
leyes, principios o procesos comunes a todo ser vivo. En este sentido, la búsqueda de la célula mínima
es similar al estudio de las leyes últimas de la física [1]. Sin embargo, la realidad biológica, a diferencia
de lo que ocurre en física, nos impone una aproximación aristotélica al problema. Dado que el conjunto
mínimo de genes necesarios para mantener una célula viva depende en gran medida del ambiente, en la
práctica existe una infinidad de sistemas celulares mínimos, cada uno adaptado a su ambiente particular
[2]. De hecho, la definición de célula mínima incluye la relación que existe entre un ambiente
determinado y el contenido mínimo indispensable de genes para sobrevivir en ese ambiente [3]. Esta
dependencia del ambiente es clara si se compara el número de genes necesarios para mantener una
célula en un ambiente químicamente complejo con el número de genes necesarios, en un ambiente
químicamente simple. Por ejemplo Mycoplasma genitalium requiere alrededor de 400 genes para vivir
en un ambiente intracelular, mientras que la cianobacteria Prochlorococcus marinus requiere alrededor
de 1,400 para vivir en un ambiente marino [4].
El hecho de que no exista un único genoma mínimo, hace muy interesante el preguntarse sobre
las similitudes y diferencias, en términos genéticos y bioquímicos, existentes entre los diversos
procariontes con genomas pequeños y como la evolución biológica ha resuelto por diversos caminos, el
problema de vivir con un número reducido de genes.
En este trabajo proponemos que el estudio comparativo de los genomas reducidos de bacterias
endosimbiontes y parásitas pueden ser utilizado para abordar las preguntas anteriores.
Métodos
Las aproximaciones para identificar el número mínimo de genes necesarios para mantener una
célula viva se pueden dividir en dos clases. Por un lado, la aproximación bottom-up pretende construir
sistemas artificiales químicos capaces de replicarse y evolucionar a partir de componentes moleculares
más simples. Por otro lado, la aproximación top-down parte de los organismos actuales con el objetivo
de simplificar su genoma para obtener una versión mínima de una célula. En este trabajo utilizaremos
la aproximación top-down para identificar genes conservados entre distintas especies de procariontes
cuyo genoma ha evolucionado hacia un contenido bajo de genes. Haremos un estudio de la
biodiversidad de microorganismos con genoma reducido y discutiremos las implicaciones de esta