Los esteroides son moléculas esenciales para la vida en todos los organismos complejos, como animales y plantas. Investigadores del Centro VIB-UGent de Biología de Sistemas Vegetales, el Clúster de Cambio Climático de la Universidad de Tecnología de Sydney y la Universidad de Queensland han descubierto ahora una nueva enzima centralen la vía de biosíntesis de esteroides en algunos organismos modernos. Esto no solo podría conducir a un "replanteamiento" evolutivo, sino que también abre nuevas formas de controlar las algas tóxicas en la acuicultura. Sus hallazgos se han publicado en Microbiología de la naturaleza .
La creciente disponibilidad de herramientas de edición del genoma como CRISPR / Cas9 está brindando a los científicos un acceso sin precedentes a muchos de los procesos metabólicos internos que han evolucionado durante miles de millones de años para dar forma al árbol de la vida. Un nuevo estudio que explora las vías de biosíntesis de esteroides en un grupode microalgas llamadas diatomeas, insta a repensar los aspectos evolutivos clave de la vida eucariota, dicen los científicos.
Es necesario conocer el metabolismo natural subyacente de las diatomeas para diseñar estrategias de biología sintética e ingeniería metabólica para el creciente sector de la biotecnología. Además, los hallazgos, publicados en Nature Microbiology, tienen aplicaciones prácticas potenciales para la industria de la acuicultura que brindan información sobre las formas de inhibirinfecciones por algas tóxicas.
El estudio es una colaboración internacional codirigida por el Grupo de Cambio Climático de la Universidad de Tecnología de Sydney UTSC3 y científicos de la Universidad VIB-Ghent junto con la Universidad de Queensland.
La Dra. Michele Fabris, coautora y becaria de la Plataforma Científica Futura de Biología Sintética de CSIRO en UTSC3 dice que el interés del equipo fue provocado por investigaciones anteriores que sugerían que una nueva enzima alternativa para la biosíntesis de esteroides podría estar "escondida" en algunas especies de microalgas.
"Los esteroles son componentes esenciales de todas las células eucariotas. Sin esteroles, las plantas, los animales y los hongos no podrían vivir. Todos dependemos de la misma maquinaria metabólica antigua en nuestras células que surgió hace más de dos mil millones de años. O eso creíamos," él dice.
El profesor Alain Goossens, un especialista líder en metabolismo vegetal en el Centro VIB-UGent de Biología de Sistemas Vegetales, dice que, según los libros de texto de bioquímica, se creía que la enzima responsable del primer y más importante paso en la biosíntesis de esterol, la escualeno epoxidasa, SQEhan sido transmitidos por todos los organismos modernos desde su ancestro común.
El autor principal, el investigador de VIB-UGent, el Dr. Jacob Pollier, dice que, por el contrario, encontraron que "muchos organismos usan una enzima alternativa, completamente diferente, una SQE alternativa AltSQE".
"La naturaleza ha ideado una forma diferente de llevar a cabo una función que es clave para la vida. Todavía no sabemos por qué, pero tiene profundas implicaciones en nuestra comprensión de la evolución de la vida tal como la conocemos",dice.
Un replanteamiento de la opinión aceptada sobre la biosíntesis de esteroides también puede abrir rutas potenciales para controlar las algas tóxicas dañinas y las infecciones parasitarias que afectan a la industria de la acuicultura, causando intoxicación por mariscos en humanos y daños económicos, respectivamente. Aunque no es el foco de este estudio, el descubrimientode esta nueva enzima podría encontrar aplicaciones en este espacio.
"Debido a que la vía de los esteroles es una función necesaria para estos organismos, la enzima que lleva a cabo el paso clave puede ofrecer un nuevo interruptor de 'muerte' potencial, si se dirige adecuadamente", dice el Dr. Fabris.
Los investigadores también encontraron una sorpresa más. El mismo gen AltSQE fue descubierto en una clase de virus marinos asociados con infecciones y muertes a gran escala en las floraciones de algas, que podrían sembrar la formación de nubes.
"Se cree que la proliferación de algas influye en la formación de nubes y, en última instancia, en el sistema climático de la Tierra. Se sabe que estos virus marinos secuestran el metabolismo de los esteroides de algas, por lo que AltSQE podría desempeñar un papel importante en la formación de nubes marinas y la regulación del clima", dijo Pollier.dice.
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Materiales proporcionado por VIB el Instituto de Flandes de Biotecnología . Nota: el contenido se puede editar por estilo y longitud.
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