Al dia

Recerca

Big Bang a l’univers de les proteïnes

Fa quasi 100 anys, Edwin Hubble va observar que les galàxies més distants s’allunyen de la terra més ràpid que les que es troben més a prop. Aquesta relació entre la distància i la velocitat ha estat molt citada com a evidència de l’origen únic de l’Univers i del Big Bang. Ara, investigadors del Centre de Regulació Genòmica copien la seva perspectiva per investigar la divergència entre les seqüències de proteïnes.

20 de maig de 2010

“Voliem saber si l’evolució divergent entre les proteïnes encara continuava. Actualment, podem trobar proteïnes que quasi no han variat en 3.500 milions d’anys d’evolució, i aquest estudi ens ha permès veure que la seva divergència segueix endavant i que tendeix a fer les proteïnes cada vegada més diferents malgrat l’increïble nivell de conservació”, explica Fyodor Kondrashov, investigador principal del treball i cap del grup de Genòmica Evolutiva al CRG.

El treball dut a terme per Fyodor Kondrashov i Inna Povolotskaya va més enllà dels estudis de similitud i aborda l’evolució de les proteïnes des del punt de vista de les dinàmiques evolutives, oferint així una nova perspectiva sobre com les estructures es mantenen en l’evolució. “De la mateixa manera que el treball de Hubble va permetre extrapolar el que ell observava en algunes galàxies cap a tot l’Univers, utilitzant la seva aproximació a nivell molecular podem obtenir una visió general que ens ofereix la possibilitat d’analitzar dinàmiques evolutives i predir els possibles canvis de les proteïnes en el futur” comenta Inna Povolotskaya, primera autora del treball i responsable de l’obtenció i anàlisi de les dades.

Les proteïnes estan formades per combinacions d’aminoàcids. Amb només 20 tipus d’aminoàcids diferents, n’hi ha prou per formar proteïnes diferents. Per obtenir les dades del seu estudi, els investigadors del CRG han comparat seqüències de proteïnes de diferents espècies que es troben a la base de dades pública d’informació genètica GenBank. Comparant aquestes seqüències, els autors han mesurat la distància de les proteïnes entre elles i han ideat un mètode per mesurar com de ràpid les proteïnes han acumulat els diferents canvis. Així, han reproduït l’aproximació de Hubble fent una correlació entre la distància entre proteïnes i la velocitat de la seva divergència. El resultat indica que fins i tot les proteïnes més distants encara acumulen diferències.

El treball mostra com gràcies a les noves tècniques d’anàlisi computacional i la bioinformàtica es poden ampliar coneixements també a nivell molecular. “El nostre treball és un bon exemple sobre com podem aprendre coses noves i molt fonamentals només analitzant un gran volum de dades que es poden obtenir en un laboratori experimental”, afirma Kondrashov.

La majoria de canvis en una proteïna són inviables o deleteris perquè, d’alguna manera, pertorben la seva estructura o funció. L’observació dels autors segons la qual afirmen que fins i tot les proteïnes més conservadores encara es continuen separant, desafia la primera afirmació perquè implica que la majoria d’aminoàcids en una proteïna poden donar lloc a canvis sense cap efecte negatiu. “Gràcies al nostre estudi podem entendre millor la dinàmica de l’estructura de les proteïnes” explica Kondrashov. Així ofereix una nova visió a tots els grups que treballen en l’estructura de proteïnes per a trobar noves dianes per a dissenyar medicaments, etc.

L’estudi de Kondrashov i Povolotskaya també aporta nova informació sobre com les interaccions entre els diferents aminoàcids en l’estructura de les proteïnes endarrereix l’evolució, però no l’atura.

Article de referència:
Inna S. Povolotskaya & Fyodor A. Kondrashov (2010). Sequence space and the ongoing expansion of the protein universe. Nature. DOI: 10.1038/nature09105.

Més informació

Tòpics de l'article