La biología moderna enfrenta constantes desafíos en la comprensión de las similitudes y diferencias entre las células de diversas especies. Con el avance de la tecnología, los investigadores han comenzado a utilizar métodos innovadores para realizar comparaciones que antes eran inimaginables. Recientemente, un equipo de bioingenieros desarrolló un algoritmo revolucionario con el objetivo de identificar tipos de células similares de distintas especies, creando así un puente de conocimiento que puede llenar vacíos en nuestra comprensión de la evolución.
¿Qué son las células y por qué son importantes? Las células son los componentes básicos de todos los organismos vivos. Sin embargo, entender cuán similares son nuestras células a las de otros seres vivos, como peces, ratones o incluso esponjas, abre un debate fascinante y complejo. Este interés por investigar la diversidad celular a lo largo del árbol de la vida ha crecido considerablemente en los últimos años, especialmente con la capacidad moderna de secuenciar y analizar células de organismos completos.
Bo Wang, profesor asistente de bioingeniería en la Universidad de Stanford, comentó que “existe una ola en la comunidad científica para clasificar todos los tipos de células en una amplia variedad de organismos diferentes”. Ante esta oportunidad, su laboratorio desarrolló un algoritmo que permite comparar y vincular tipos de células similares en distancias evolutivas variables.
¿Cómo funciona el algoritmo?
El método es detallado en un artículo publicado el 4 de mayo de 2021 en eLife. Para llevar a cabo la investigación, el equipo utilizó siete especies diferentes y realizó 21 emparejamientos, descubriendo así las características celulares presentes en todas ellas. Este enfoque les permitió identificar tanto las similitudes como las diferencias en los tipos de células.
El camino hacia la comparación efectiva de células
Según Alexander Tarashansky, un estudiante graduado del laboratorio, la idea del algoritmo surgió de las observaciones de Wang sobre la biología celular en gusanos. Se planteó entonces la necesidad de una herramienta que mejorara la comparación de células entre especies y, tras una serie de pruebas, se dieron cuenta de que había más diferencias de lo que inicialmente pensaban.
“Me sorprendió la seriedad de las diferencias entre ellos”, dijo Tarashansky. La complejidad de las células a través de las especies plantea preguntas significativas sobre la evolución y la diversificación celular. Por ejemplo, “No sabes qué gen de la esponja corresponde a qué gen humano”, explica Tarashansky, refiriéndose a la dificultad de establecer esas relaciones a medida que los organismos evolucionan y sus genes se duplican y modifican.
En lugar de buscar coincidencias uno a uno, el algoritmo del equipo mapea genéticamente un gen de una especie a todos los genes potencialmente coincidentes en otra. Este enfoque permite una mejor comprensión de cómo se han desarrollado y adaptado los tipos celulares a lo largo del tiempo.
Impacto en la biología evolutiva
Los resultados de la investigación no solo trascienden la técnica, sino que también sugieren que existen características comunes de neuronas y células musculares que se han preservado desde organismos muy simples, como esponjas, hasta mamíferos más complejos como ratones y humanos. Este hallazgo sugiere que “estos tipos de células aparecieron muy temprano en la evolución animal”, un descubrimiento que podría cambiar la forma en que entendemos la historia evolutiva de la vida en la Tierra.
Los científicos continúan ahora recopilando datos de diversas especies para seguir afinando el algoritmo y obtener un análisis más rico y variado de las células. Con el tiempo, se espera que esta herramienta permita rastrear cómo los tipos de células han cambiado e interactuado a lo largo de la evolución, facilitando el análisis evolutivo y la transferencia de conocimiento entre especies.
La investigación fue financiada por Stanford Bio-X, un premio Beckman Young Investigator, y los Institutos Nacionales de Salud. Bo Wang y su equipo buscan así no solo mejorar la biología celular, sino también arrojar luz sobre la vasta red de la vida en la Tierra, interconectando especies de formas que antes parecían imposibles.
