Logran revivir moléculas de la Edad de Piedra

Un equipo transdisciplinario de investigadores dirigido por el Instituto Leibniz de Investigación de Productos Naturales y Biología de Infecciones, el Instituto Max Planck de Antropología Evolutiva y la Universidad de Harvard ha conseguido reconstruir los genomas bacterianos de bacterias previamente desconocidas que datan del Pleistoceno. Gracias a una plataforma de biotecnología han logrado un hito histórico: revivir moléculas de bacterias antiguas de la Edad de Piedra.

Microorganismos paleolíticos

Las bacterias, previamente desconocidas, vivieron en el Pleistoceno, hace más de 100.000 años. 90.000 años antes que el genoma reconstruido más cercano que poseemos. Los hallazgos del grupo y las técnicas de reconstrucción del genoma se describen en un artículo publicado en la revista Science.

Los microorganismos, en particular las bacterias, son químicos bastante hábiles que pueden producir una diversidad impresionante de compuestos químicos conocidos como productos naturales que les aportan interesantes ventajas evolutivas, como permitirles interactuar entre sí o con su entorno o incluso servirles de escudo para defenderse de ciertas amenazas.

En la actualidad, el estudio científico de los productos naturales microbianos se limita en gran medida a las bacterias vivas, pero teniendo en cuenta que las bacterias han habitado nuestro planeta durante más de 3.000 millones de años, existe una enorme diversidad de productos naturales que pertenecen al pasado de la Tierra y, por tanto, desconocidos, pero con potencial terapéutico. Al menos, desconocidos, hasta ahora.

"En este estudio, hemos alcanzado un hito importante al revelar la gran diversidad genética y química de nuestro pasado microbiano", explica Christina Warinner, profesora asociada de antropología en la Universidad de Harvard, líder de grupo en el Instituto Max Planck de Desarrollo Evolutivo. Antropología y Líder de Grupo Afiliado en el Instituto Leibniz de Investigación de Productos Naturales y Biología de Infecciones (Leibniz-HKI) y coautora del trabajo.

"Nuestro objetivo es trazar un camino para el descubrimiento de productos naturales antiguos e informar sobre sus posibles aplicaciones futuras", añadió Pierre Stallforth, profesor de química bioorgánica y paleobiotecnología en la Universidad Friedrich Schiller de Jena y director del Departamento de Paleobiotecnología. en el Leibniz-HKI y también coautor del estudio.

Microbios, los mejores químicos de la naturaleza

Los científicos han conseguido este hito de ensamblaje de tramos de ADN de más de 100.000 pares de bases de longitud a la vez que recuperar un amplio repertorio de genes y genomas de gran antigüedad, gracias al sarro. ¿Por qué el sarro? Porque es la única parte del cuerpo que fosiliza de forma natural durante la vida.

Los expertos se centraron en el cálculo dental o sarro de 12 neandertales que vivieron entre hace 102.000 y 40.000 años, 34 humanos arqueológicos que datan de hace 30.000–150 años y 18 humanos actuales y utilizaron las herramientas de la biotecnología molecular sintética disponibles para permitir que las bacterias vivas produjeran las sustancias químicas codificadas por los genes antiguos. El experimento fue todo un éxito y permitió el descubrimiento de una nueva familia de productos naturales microbianos que los investigadores denominaron "paleofuranos".

"Este es el primer paso para acceder a la diversidad química oculta de los microbios del pasado de la Tierra, y agrega una nueva y emocionante dimensión temporal al descubrimiento de productos naturales", aclara Martin Klapper, investigador postdoctoral en Leibniz-HKI y coautor del estudio.

Referencia: 

Martin Klapper et al, Natural products from reconstructed bacterial genomes of the Middle and Upper Paleolithic, Science (2023). DOI: 10.1126/science.adf5300. www.science.org/doi/10.1126/science.adf5300