En contra de lo que se pensaba hasta ahora, nuevas y sorprendentes investigaciones demuestran que restos de complejos quitina-proteína (materiales estructurales con proteínas y polisacáridos) aparecen en abundancia en fósiles de artrópodos de la era Paleozoica (de 542 a 251 millones de años atrás). El estudio químico aparece en la revista Geology.
La firma molecular más antigua encontrada hasta ahora del complejo quitina-proteína pertenecía a fósiles del Cenozoico, fechados con una antigüedad de 25 millones de años, y también se habían descubierto restos de proteínas estructurales en fósiles del Mesozoico, de hace 80 millones de años.
El profesor George Cody, de la Institución Carnegie para la Ciencia (EE UU), junto a un equipo internacional del que forma parte el profesor Andrew C. Scott del Departamento de Ciencias Geofísicas del Royal Holloway College de la Universidad de Londres (Reino Unido), han hallado vestigios del complejo proteína-quitina en fósiles de artrópodos del Paleozoico.
Los hallazgos, que se ha publicado esta semana on line en la revista Geology, podrían conllevar importantes implicaciones en la comprensión de los registros fósiles orgánicos.
Entre otras características comunes, los artrópodos presentan un exoesqueleto o cutícula. Las porciones exteriores de estas cutículas están formadas por un compuesto de fibras quitinosas, engarzadas e incrustadas en una matriz de proteínas.
Se conoce bien que la quitina y las proteínas estructurales se degradan con facilidad por la acción de los microorganismos y se pensaba que no estarían presentes en los fósiles de una antigüedad moderada, ni mucho menos en aquellos que datasen del Paleozoico temprano.
Antiguos escorpiones
El equipo estudió los restos fósiles de la cutícula de un escorpión de hace 310 millones de años descubierto en el norte de Illinois, así como los de un euriptérido (un artrópodo semejante a los escorpiones, ya extinto, que podría ser un pariente lejano de los cangrejos de herradura) de hace 417 millones de años y encontrado en Ontario, Canadá.
Con la ayuda de un sofisticado instrumental analítico en las instalaciones del Advanced Light Source de EE UU, los investigadores midieron los espectros de absorción de rayos X de baja energía correspondientes al carbono, el nitrógeno y el oxígeno de los fósiles. Estas mediciones se realizaron con una resolución del orden de 25 nanómetros.
Los científicos demostraron que la mayoría del carbono, nitrógeno y oxígeno de los fósiles del Paleozoico derivaba del complejo quitina-proteína. Este material aparecía parcialmente degradado, ya fuese debido a procesos químicos o por causa de la degradación bacteriana parcial, lo que no suponía ninguna sorpresa.
El profesor Scott añade que esta investigación “nos ayudará a comprender el proceso de fosilización, y esta nueva técnica nos permite desvelar la naturaleza química de los fósiles sin tener que destruirlos por completo”.
Por su parte, el profesor Cody especula también con la posibilidad de que los vestigios del complejo proteína-quitina pueda desempeñar un papel clave en la preservación de los fósiles orgánicos, al proporcionar un sustrato protegido de la degradación total mediante el recubrimiento con una película de sustancias cerosas, que preservan a los artrópodos de la desecación.
Referencia bibliográfica:
G. D. Cody, N. S. Gupta, D. E. G. Briggs, A. L. D. Kilcoyne, R. E. Summons, F. Kenig, R. E. Plotnick, A. C. Scott. “Molecular signature of chitin-protein complex in Paleozoic arthropods”. Geology, 9 de febrero de 2011 (on line). DOI: 10.1130/G31648.1.
La Real Academia Sueca de las Ciencias ha concedido la mitad de este galardón al bioquímico estadounidense David Baker por diseñar desde cero nuevas proteínas mediante su programa RoseTTAFold. La otra mitad la comparten el británico Demis Hassabis y el también estadounidense John M. Jumper, ambos de la empresa DeepMind de Google, que lograron predecir las estructura proteicas con IA.
Un estudio internacional con participación del CSIC ha demostrado que reemplazar un solo átomo en posiciones estratégicas de la secuencia genética puede revertir su dirección de rotación. Según los autores, el hallazgo podría convertirse en una importante diana terapéutica al desempeñar un papel importante en diversos procesos biológicos.
