Duela 100-350 milioi urteko animalien tamaina deduzitu dute, haien proteinak berpiztuz

NanoGUNEko Nanobiomekanika taldeko Ikerbasque ikertzaile Raúl Pérez-Jiménezek zuzendutako ikerketa batean, gaur egungo animalien titina proteinaren sekuentzia genetikoetatik abiatuz, tetrapodoen (alegia, lau hankako animalia guztien: ugaztunen, sauropsidoen, narrastien eta anfibioen) zuhaitz filogenetikoa eraiki dute, bai eta animalia-talde horien arbaso komunetan proteina horrek izango lukeen sekuentzia genetikoa ere. Sekuentzia genetiko horiek lortu eta gero, antzinako proteinen parte bat sintetizatu dute, eta haien propietate mekaniko eta kimikoak aztertu. Horri esker, proteinaren propietateen eta animalien tamainaren arteko erlazioa aurkitu ahal izan dute, eta garai bakoitzeko fosil-erregistroan berretsi. Nature Structural & Molecular Biology aldizkari zientifikoak nanoGUNEk eta CNICek elkarlanean egindako ikerketa horren emaitzak argitaratu berri ditu.

Animalia ornodun guztien muskuluetako proteinetako bat da titina; proteina elastikoa da, malgukien modura jarduten duena, hedatuz eta jatorrizko egoerara itzuliz. “Ikuspuntu askotatik aztertu izan da proteinen eboluzioa: proteinen egonkortasun termikoa, funtzioa, egitura... Baina, orain arte, ez zen sekula proteina baten propietate mekanikoen eboluzioa aztertu. Eta titinaren kasurako, planteamendu bereziki egokia da hori, haren funtzioari erreparatuz”, adierazi du Pérez-Jiménezek.

Ikerketan, hogeita hamar animalia baino gehiago hautatu zituzten, hainbat talde taxonomiko eta tamainatakoak. “Lehendik lortua zegoen animalia askoren genoma osoa; beraz, lehenik, zuhaitz filogenetiko bat eraiki genuen, hogeita hamar bat tetrapodoren titinen sekuentziekin. Zuhaitz horrekin kalkulatu ahal izan genuen zein liratekeen sekuentzia probableenak honako animalia hauen talde taxonomikoen lau arbaso komunen titina proteinentzat: duela 100 milioi urte inguruko ugaztun karendunak eta duela 170-180 milioi urteko ugaztun guztiak, ; sauropsidoen arbaso komuna, hots, hegazti, narrasti eta orobat dinosauroen arbaso komuna litzakeena eta duela 280 milioi urte inguru bizi izan zena; eta haien guztien arbaso komuna, hots, tetrapodoen arbaso komuna litzakeena eta duela 350 milioi urte inguru bizi izan zena”, zehaztu du Pérez-Jiménezek.

Sekuentziak lortutakoan, proteinen zati elastikoena sintetizatu zuten laborategian, eta nanoGUNEn daukaten indar atomikoko mikroskopio batekin, proteina bakoitzaren erresistentzia mekanikoa neurtu ahal izan zuten. Gailu horren bidez, "proteina bat hartu eta luzatu egiten da, alegia, proteina mekanikoki hedatzen da indarra erabiliz; horixe da titinari muskuluan gertatzen zaiona", azaldu du ikertzaileak. Hala, ikertu nahi zituzten titina guztien erresistentzia edo egonkortasuna alderatu ahal izan zuten. "Konturatu ginen proteinen egonkortasun mekanokimikoa, neurri handi batean, titinak dituen disulfuro-zubien araberakoa zela, hau da, bi zisteina-aleren arteko sufre-sufre loturen araberakoa".

Ikertzaileek ikusi zutenez, "antzinako proteinak gaur egungo proteinak baino erresistenteagoak ziren, eta gaur egungoek baino disulfuro-zubi gehiago zituzten. Nolanahi ere, diferentzia hori ez zen hain handia txonta bezain animalia txikiekin alderatuta". Horrek pentsarazi zien litekeena zela lotura egotea titinaren propietate mekanokimikoen eta animalien tamainaren artean. “Nahiko korrelazio ona zegoela konturatu ginen: animalia handienen proteinak ez ziren hain egonkorrak, eta txikienenak, berriz, egonkorragoak ziren. Eta, hala, iragarri ahal izan genuen zer tamaina izan zuten antzinako animaliek".

Antzinako arbaso komunen tamaina deduzitu ondoren, fosil-erregistroekin eta gaiarekin lotutako bibliografia zientifikoarekin alderatu zuen Pérez-Jiménezen taldeak, eta “ikusi ahal izan genuen nahikoa bat zetozela: ugaztunen, hegaztien eta, oro har, tetrapodoen arbasoak oso txikiak ziren, 100 gramotik beherakoak. Baina, jakina, teknikek berek daukaten errore-marjina izan behar dugu kontuan. Litekeena da ez iruditzea harrigarria aurkikuntza hau, lehendik ere jakina baitzen hori; baina berrikuntza, hemen, hauxe da: ez dugu fosil bat erabili, eraiki dugun proteina batetik abiatu gara, informazio organiko hutsetik”, nabarmendu du ikertzaileak.

Pérez-Jiménezek dionez, “interesgarriena da proteinaren eboluzio mekanokimikoa ikusi dugula, hau da, eboluzioan zehar titina nola aldatu den; baita berreraikitzea nola lortu dugun ere”. Ikerketaren emaitzek ikertzen jarraitzeko aukera ematen dute. “Gustatuko litzaiguke, esate baterako, egiaztatzea ea tamainarekiko korrelazio hori animalia-talde guztietan betetzen den”, dio.