El ADN antiguo ofrece una información valiosísima acerca de la evolución de la vida en la Tierra. Sin embargo, es frágil y su obtención está limitada en el tiempo. Ahora estudios han demostrado que proteínas antiguas aportan información como en ADN.
Mientras que el ADN sólo parece sobrevivir durante unos cientos de miles de años, las proteínas pueden aguantar en buen estado millones de años. Y la información que se obtiene de ellas es equivalente a la que ofrecería el ADN si fuera tan estable.
Cómo se obtiene la información de proteínas antiguas
Así pues, la secuenciación de proteínas antiguas (paleoproteómica) se ha convertido en la herramienta reina para estudiar el pasado. Para ello, los científicos utilizan una tecnología innovadora llamada espectrometría de masas. Aquí os la explicamos resumidamente paso a paso:
- Extracción y Limpieza: Se pulveriza una cantidad mínima de esmalte o hueso. Se usan químicos especiales para disolver los minerales y liberar las proteínas atrapadas, eliminando cualquier contaminante del suelo.
- Digestión Enzimática: Se añade una enzima llamada tripsina. Esta enzima corta las cadenas largas de proteínas en pedazos más pequeños y manejables llamados péptidos.
- Cromatografía Líquida (LC): Los péptidos se inyectan en una columna que los separa uno a uno según sus propiedades físicas y químicas (como su tamaño o carga eléctrica).
- Espectrometría de Masas en Tándem (MS/MS): Cada péptido separado entra en el espectrómetro de masas, donde recibe una descarga eléctrica que lo fragmenta en aminoácidos individuales. El aparato mide con precisión milimétrica el peso y la masa de cada fragmento.
- Reconstrucción Bioinformática: Un software analiza los patrones de peso de los fragmentos y deduce el orden exacto de los aminoácidos. Al final, junta las piezas para revelar la secuencia de la proteína completa.
¿Qué información nos ofrecen las proteínas antiguas?
Como hemos dicho, las proteínas antiguas aportan información como el ADN:
- Relaciones Evolutivas: las proteínas antiguas abren las puertas a una «revolución» en el estudio de la evolución desde tiempos remotos que podría también cambiar lo que sabemos sobre nuestros propios orígenes. Los datos de ADN que rastrean genéticamente la evolución humana solo cubren los últimos 400.000 años. Pero los linajes que condujeron a los humanos modernos y al chimpancé, la especie viviente genéticamente más cercana a nosotros, se separaron hace unos seis o siete millones de años, lo que significa que los científicos actualmente no tienen información genética para más del 90% del camino evolutivo que llevó a la aparición de Homo Sapiens. Por tanto, esta técnica podría permitir a los científicos de todo el mundo construir una imagen más grande y precisa de la evolución de cientos de especies, incluida la nuestra.
- Determinación del Sexo: proteínas como la amelogenina tienen variantes distintas en los cromosomas X e Y. Así, analizar el esmalte permite saber con total seguridad si el fósil era macho o hembra, algo imposible de ver a simple vista en fragmentos óseos rotos.
- Identificación de Especies: incluso si un hueso está hecho pedazos y es irreconocible, su «huella dactilar» proteica revela a qué animal perteneció.
Ejemplo de información recuperada de proteínas antiguas de un diente de rinoceronte
Como ejemplo de estudio de proteínas antiguas para obtener información, tenemos el llamativo caso en el que los científicos obtuvieron proteínas de un diente de un rinoceronte que vivió hace 1,7 millones de años en Dmanisi, Georgia. Se trata de un conjunto de proteínas antiguas completo, un proteoma, identificado en el esmalte dental de dicho animal y la información genética hallada es un millón de años más vieja que el ADN más antiguo secuenciado de un caballo de una cronología de 700.000 años.
Cabe señalar que el esmalte de dientes es un material duradero, abundante en los fósiles, que proporciona más información genética que el colágeno, otra proteína recuperada de fósiles de más de un millón de años.
El equipo internacional, formado por 48 investigadores entre los que se encuentran dos profesores de investigación ICREA del Instituto Catalán de Paleoecología Humana y Evolución Social (IPHES) en Tarragona, utilizaron la tecnología espectrometría de masas para analizar el diente de un Stephanorhinus etruscus, un rinoceronte extinto que vivió en Eurasia durante el Pleistoceno.
Los resultados de esto permitieron conocer nuevos datos sobre el linaje de este rinoceronte de dos cuernos y de dos metros y medio de longitud, adaptado a espacios abiertos, grácil y de hábitos corredores. Por ejemplo, que corresponde a un grupo hermano del rinoceronte lanudo (Coelodonta antiquitatis) y que tiene al de Sumatra, en peligro de extinción, como pariente vivo más próximo.
Esto indica que Coelodonta evolucionó a partir de un representante primitivo de Stephanorhinus y, por lo tanto, este último género incluye al menos dos líneas evolutivas.
Asimismo, es importante señalar que el fósil del rinoceronte analizado viene de Dmanisi, un lugar donde se han encontrado los homínidos más antiguos de Eurasia, los primeros que salieron de África, por lo que se ha abierto una interesante nueva vía de investigación.
Fuente principal ABC