Buscan por primera vez en ambientes extremos de la Argentina pequeñas moléculas que podrían estar relacionadas con el origen de la vida en el planeta

El objetivo del proyecto es ambicioso: avanzar en el conocimiento del origen de la vida. El camino, la interdisciplina: expertos y expertas de todo el mundo, provenientes de diversas áreas del conocimiento, como la biología, la física, la química, la matemática y la geología, convergen en una iniciativa internacional denominada DYNALIFE, financiada por e-COST (European Cooperation in Science and Technology, o Cooperación Europea en Ciencia y Tecnología), que se encuentra a la búsqueda de respuestas a ese gran interrogante desde múltiples enfoques. La estrategia consiste en recolectar muestras de ambientes extremos para rastrear, mediante técnicas de secuenciación masiva y análisis bioinformáticos de avanzada de entidades de replicación mínima, es decir pequeñas moléculas de ARN. Como se busca comprender lo que ocurrió en etapas prebióticas, es decir previas al origen de la vida, la única posibilidad es indagar en entornos cuyas condiciones fisicoquímicas actuales simulen los escenarios de la Tierra primitiva.

Argentina tiene mucho que aportar en esa búsqueda porque en su vasta extensión presenta ambientes extremos con condiciones particulares que se asemejan a aquellos. En el norte, la altura de la Puna, con niveles superiores a los 3 mil metros sobre el nivel del mar, recibe altísima radiación UV proveniente del Sol y presenta cuencas de elevada salinidad. En la Patagonia, la zona volcánica cercana a la Cordillera de los Andes, particularmente el Sistema Geotermal de Caviahue-Copahue, cuenta con manifestaciones geotermales con temperaturas elevadas –cercanas al punto de ebullición del agua bajo las condiciones de presión atmosférica locales– y niveles de pH ácido.

Como parte de las acciones de DYNALIFE, en marzo de este año, un equipo de investigación realizó dos campañas para relevar esos espacios y recolectar muestras de agua y sedimentos de cada lugar, con el objetivo de analizarlos y encontrar esas pequeñas entidades que habrían dado origen a la vida. Entre los responsables del trabajo se encuentra la investigadora del CONICET María Sofía Urbieta, quien junto a sus colegas ya estudia las muestras obtenidas en su laboratorio del Centro de Investigación y Desarrollo en Fermentaciones Industriales (CINDEFI, CONICET-UNLP).

“Lo que estamos buscando es la mínima expresión de una molécula de ácido ribonucleico (ARN) que tiene la capacidad de replicarse y que, por su notable estabilidad estructural, se cree, habría dado origen a las primeras formas de vida en el planeta. Estas estructuras, conocidas genéricamente como small RNAs, o ARN pequeños, se han encontrado en muchos lugares y nichos biológicos. El objetivo de la campaña es buscarlas en ambientes multiextremos de la Argentina. Hasta el momento, existe un único reporte a nivel mundial sobre su presencia en ambientes termales”, explica la científica. “Cabe destacar que esos ambientes extremos no son inhabitables, por el contrario, albergan una rica, compleja y activa biodiversidad microbiana”, apunta la profesional, quien pertenece a uno de los grupos de investigación que estudia sistemáticamente la zona desde hace años.

“Las campañas se centraron en la Puna de Catamarca, con alturas de entre 3.000 y 4.500 metros sobre el nivel del mar y lagunas de alto contenido salino y gran concentración de arsénico; y en la zona del volcán Copahue, en Neuquén, que se encuentra en actividad y presenta una geoquímica rica en hierro y especies sulfatadas, con pozos o piletas geotermales y un sistema continuo como el Río Agrio, naturalmente ácido. Se piensa que algo así fue el caldo de cultivo, la química prebiótica de esas entidades moleculares”, comenta la experta.

Las campañas argentinas surgieron de la necesidad de saldar un faltante en las bases de datos globales: la subrepresentación que tenía en ellas el Cono Sur. El costo que implica la logística de las salidas de muestreo y el aún más alto costo que suponen los estudios de metatransciptómica –es decir, el análisis de la expresión génica del conjunto completo de moléculas de ARN en entornos naturales–, se afronta en estos casos gracias al financiamiento internacional.

“Estos estudios sobre la biodiversidad de extremófilos –organismos capaces de vivir en ambientes extremos– y la caracterización geológica de los sitios de muestreo son muy importantes para el avance científico nacional porque, además de ser claves para buscar respuestas al interrogante sobre el origen de la vida, tienen aplicaciones concretas en áreas como la biotecnología, la biominería, las ciencias medioambientales o la medicina”, apunta la investigadora.

En el marco de esta colaboración científica “horizontal e internacional”, el procesamiento biológico, el aislamiento y la extracción del material genético de las muestras están siendo realizados localmente en las instalaciones del CINDEFI. Una vez obtenido el material de alta calidad, se procederá a su secuenciación. El posterior análisis bioinformático será liderado conjuntamente por el grupo de investigación del centro platense y el equipo encabezado por Marcos de la Peña, investigador del Instituto de Biología Molecular y Celular de Plantas de Valencia, España, y el Consejo Superior de Investigaciones Científicas (CSIC) de ese país.

Dedicada a estudios sobre biodiversidad en ambientes extremos y, en particular, a la microbiología y sus posibles aplicaciones biotecnológicas, Urbieta trabaja desde hace décadas en la zona del volcán Copahue y afirma que el presente trabajo se constituye como el primer relevamiento metatranscriptómico de esos ambientes: “Gracias a estos análisis, veremos todo el metabolismo, la expresión génica y la diversidad funcional de estas entidades microscópicas. Esto tiene mucho valor para la biotecnología. Es una información privilegiada, muchísimo más específica de lo que se conoce hasta ahora sobre los microorganismos presentes allí y las potencialidades que ofrecen”, cierra.