Nuestro país tiene una sólida tradición en investigación en Bioquímica, con dos premios Nobel y muchos científicos de renombre internacional.
Durante buena parte del siglo XX, la Bioquímica buscó comprender los procesos celulares descomponiéndolos en sus partes. Hoy, gracias a nuevas herramientas, podemos volver a integrarlas y entender esos mismos procesos como sistemas complejos. La bioquímica evolutiva permite reconstruir moléculas ancestrales para comprender el origen de las funciones biológicas, las enfermedades y desarrollar nuevas tecnologías.
Experimentando. La autora de esta nota, doctora María Laura Mascotti, durante un ensayo en su laboratorio del Instituto de Histología y Embriología de Mendoza (IHEM).
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Nuestro país tiene una sólida tradición en investigación en Bioquímica, con dos premios Nobel y muchos científicos de renombre internacional.
La Bioquímica es una rama de las ciencias naturales que nos permite comprender cómo funcionan los procesos celulares al detalle de las moléculas involucradas en ellos. Es decir, es la ciencia que estudia la interfaz entre la química y la biología.
Nuestras células funcionan gracias a pequeñísimas máquinas moleculares que se encargan de transformar alimentos en nutrientes, el aire que respiramos en energía o defendernos de tóxicos ambientales. Estas máquinas son lo que se conoce como enzimas. Son proteínas, lo que en términos simples equivale a decir una cadena de algunas decenas o cientos de aminoácidos, enrollada sobre sí misma hasta adquirir una forma particular. Dentro de esa constelación de átomos ocurren reordenamientos, cambios de energía y movimientos de electrones, conocidos colectivamente como reacciones químicas
Todas las células de todos los organismos que existen en nuestro planeta tienen enzimas. Y las hay de lo más diversas: algunas, comunes a todo tipo de célula, se encargan de funciones vitales como copiar el ADN; otras confieren habilidades que a nuestros ojos resultan asombrosas, como la capacidad de una luciérnaga de emitir luz o la de un hongo de producir penicilina.
Las enzimas, así como todas las especies, se encuentran sujetas a la evolución. La evolución, aquella que nos es familiar gracias a Darwin, es el proceso por el cual las ‘entidades’ (organismos enteros, partes de ellos, genes o proteínas) cambian a través del tiempo. Este cambio puede ser en respuesta a distintos factores ambientales o del entorno, o quizás cambios al azar. Así es que, en los años ’60, un químico y un biólogo propusieron que en base a la secuencia de aminoácidos de las proteínas que existen hoy, podríamos ser capaces —mediante mucha matemática y, en ese entonces, casi ciencia ficción— de inferir cómo habrían sido sus ancestros. Es decir, sus versiones en el pasado. Esta noción se denominó "restauración molecular" y no fue hasta entrados los años 2000 que pudo traducirse en una aproximación tangible en los laboratorios de investigación. Lo que parecía ciencia ficción dejó de serlo.
Nuestras células funcionan gracias a pequeñísimas máquinas moleculares que se encargan de transformar alimentos en nutrientes, el aire que respiramos en energía o defendernos de tóxicos ambientales. Estas máquinas son lo que se conoce como enzimas.
El componente matemático avanzó enormemente y nos volvimos capaces de entender la evolución de las proteínas a través del tiempo, en una rama que se denomina filogenia molecular y a su vez, los avances computacionales nos permitieron realizar todos los cálculos asociados en tiempos muy reducidos. Sin embargo, a estos avances, principalmente teóricos, se sumó uno práctico que lo cambió todo: la síntesis de fragmentos de ADN a costos accesibles para laboratorios bien financiados (la situación argentina actual en este punto requeriría de un apartado completo distinto). Y merece una mención aparte, la democratización del conocimiento gracias a las bases de datos. Cuando la biología conoció a la informática surgió una revolución impensada: la bioinformática. Un área del conocimiento que nos acerca, por ejemplo, las secuencias de genes y proteínas de prácticamente todas las especies conocidas a través de bases de datos públicas y de altísima calidad, accesibles desde cualquier computadora.
Entonces, hoy, utilizando las secuencias de enzimas de organismos existentes, depositadas en bases de datos públicas, podemos inferir cómo evolucionaron y predecir cómo eran sus ancestros en organismos ya extintos. Para luego traerlos al presente —algo así como resucitarlos en el laboratorio— e investigarlos. Poder estudiar una enzima que existió hace cientos de millones de años nos permite observar directamente propiedades que hasta hace poco sólo podían inferirse mediante modelos teóricos. Esta es la tarea en los laboratorios de bioquímica evolutiva alrededor de todo el mundo. Llegados a este punto, muchos lectores se preguntarán: ¿y para qué sirve? Pues la respuesta es transversal a cualquier área del conocimiento: incluir la historia es una ventana al pasado que nos permite descubrir el camino recorrido, entender qué pasó y pensar cómo sucedió. Podemos entender el origen de muchas enfermedades o síndromes asociados al mal funcionamiento de una enzima y aproximarnos a posibles tratamientos. O bien podemos pensar en desarrollar tecnologías, y usar enzimas modificadas para hacer reacciones químicas de una manera más selectiva y amigable con el ambiente. Las aplicaciones son vastas y diversas. El desafío implica un trabajo complejo, arduo y muchas veces enigmático, que requiere de saberes tan diversos como física, medicina o microbiología para poder ser resuelto.
Nuestro desafío está hoy en desarrollar estrategias que nos permitan analizar estos ancestros en tiempos más cortos y de manera sistemática. Esto nos permitiría no sólo avanzar más rápido y reducir costos, sino también generar datos experimentales capaces de alimentar modelos de lenguaje e inteligencias artificiales, cuya enorme capacidad analítica depende justamente de la calidad de esos datos.
Hoy, más que nunca, la ciencia de impacto se perfila como una empresa colaborativa, donde biólogos, médicos, ingenieros e informáticos trabajan codo a codo reconstruyendo rompecabezas complejos de la historia de la vida sobre nuestro planeta. La premisa es explorar el pasado para comprender el presente y pensar nuestro futuro. Una vez más, esto evidencia que la distinción entre ciencia básica y aplicada resulta, en cierto modo, anacrónica: no hay ciencia que no pueda ser aplicada. Y así como explorar la evolución es una ventana al pasado, generar nuevas formas de hacer ciencia es una ventana al futuro, que nos permite disponer de herramientas poderosas, sólidas y concretas. En estos tiempos, más que nunca, la ciencia no es un lujo: es una necesidad.
(*) María Laura Mascotti es investigadora adjunta del Conicet. Responsable del laboratorio de Bioquímica Evolutiva, Instituto de Histología y Embriología de Mendoza (IHEM-UNCuyo Conicet). En 2025 ganó el Premio Estímulo Fundación Bunge y Born 2025 en Bioquímica y Biología Molecular.
Producción y edición: Miguel Títiro - [email protected]
