Australia.- Los esteroides son moléculas esenciales para la vida en todos los organismos complejos, como los animales y las plantas. Investigadores del VIB-UGent Center for Plant Systems Biology, el Cluster de Cambio Climático de Sydney de la University of Technology y la University of Queensland han descubierto una nueva enzima central en la vía de biosíntesis de esteroides en algunos organismos modernos. Esto podría no solo conducir a un «replanteamiento» evolutivo, sino que también abre nuevas formas de controlar las algas tóxicas en la acuicultura. Sus hallazgos han sido publicados en Nature Microbiology.
La creciente disponibilidad de herramientas de edición del genoma, como CRISPR / Cas9, está dando 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 grupo de microalgas llamadas diatomeas, insta a repensar los aspectos evolutivos clave de la vida eucariótica, dicen los científicos.
Conocer el metabolismo natural subyacente de las diatomeas es necesario para diseñar estrategias de biología sintética e ingeniería metabólica para el creciente sector de biotecnología. Además, los hallazgos, publicados en Nature Microbiology, tienen aplicaciones prácticas potenciales para la industria de la acuicultura que proporcionan información sobre formas de inhibir las infecciones de algas tóxicas.
El estudio es una colaboración internacional co-dirigida por la Universidad de Tecnología Sydney Cluster de Cambio Climático (UTSC3) y VIB-Ghent University científicos junto con la Universidad de Queensland.
El Dr. Michele Fabris, coautor y socio de CSIRO Synthetic Biology Future Science Platform en UTSC3 dice que el interés de este equipo fue provocado por una investigación anterior que sugiere una nueva enzima alternativa para la biosíntesis de esteroides que podría estar «escondida» en algunas especies de microalgas.
«Los esteroles son componentes esenciales de todas las células eucariotas. Sin los esteroles, las plantas, los animales y los hongos no podrían vivir. Todos confiamos en 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 de las plantas en el Centro de Biología VIB-UGent para Sistemas de Biología, dice que según los libros de texto de bioquímica se cree que la enzima responsable del primer y más importante paso en la biosíntesis de esteroles, la escualeno epoxidasa, SQE, fue Llevado a cabo por todos los organismos modernos de su antepasado 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. Aún 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 algas tóxicas dañinas e infecciones parasitarias que impactan en la industria de la acuicultura, causando envenenamiento de mariscos en humanos y daños económicos, respectivamente. Aunque no es el foco de este estudio, el descubrimiento de esta nueva enzima podría encontrar aplicaciones en este espacio.
«Debido a que la ruta del esterol 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 se descubrió en una clase de virus marinos asociados con infecciones y muertes a gran escala en floraciones de algas, que podrían sembrar la formación de nubes.
«Se cree que la proliferación de algas influye en la formación de nubes y por lo tanto, en última instancia, en el sistema climático de la Tierra. Se sabe que estos virus marinos secuestran el metabolismo de los esteroides algales, por lo que AltSQE podría desempeñar un papel importante en la formación de nubes marinas y la regulación del clima» dice el Dr. Pollier
Referencia:
Pollier et al., 2018. A widespread alternative squalene epoxidase participates in eukaryote steroid biosynthesis, Nature Microbiology https://www.nature.com/articles/s41564-018-0305-5
