¿Qué aportará a la ciencia la innovadora extracción de proteínas en los huesos de dinosaurios?

Una reciente confirmación de que es posible extraer proteínas de los huesos de dinosaurio de 80 millones de años, que están codificadas por el ADN y realizan todas las funciones que mantienen vivas las células vivas, ha llevado a plantearse grandes preguntas sobre todo, desde la evolución pasando por los biomateriales hasta la vida extraterrestre.

La investigadora Mary Schweitzer, profesora de Biología en la Universidad Estatal de Carolina del Norte, en Estados Unidos, presentará su trabajo sobre métodos de refinado para extraer y usar responsablemente proteínas de dinosaurios en la reunión anual de la Asociación Americana de Anatomistas en el marco de la reunión de Biología Experimental 2017, que se celebra en Chicago, Estados Unidos.

"Las secuencias de proteínas pueden usarse para generar 'árboles genealógicos' de organismos, al igual que el ADN, pero las modificaciones en las proteínas, que no se encuentran en el ADN y no pueden predecirse con seguridad de la secuencia del ADN por sí solas, pueden decirnos cómo funciona una proteína, porque la función de una proteína está determinada por su estructura tridimensional", dice Schweitzer.

Por ejemplo, si se encuentra un aminoácido de prolina con un grupo adicional de OH (oxígeno + hidrógeno), casi seguro que tiene colágeno, el material que sostiene la piel y otros tejidos conectivos en todo el cuerpo.

Desde el punto de vista de la función y la aptitud evolutiva, los cambios en el ADN con el tiempo realmente no importan a menos que la proteína cambie; como resultado, el estudio de los cambios en las proteínas a lo largo del tiempo puede producir información más rica sobre la evolución que el estudio del ADN sólo, explica Schweitzer.

Las proteínas también pueden dar pistas sobre la edad de una muestra o sobre el ambiente en el que vivió o fue enterrado un animal. Los investigadores también están interesados en entender qué hace que algunas proteínas se descompongan mientras que otras persisten por eones.

Schweitzer y otros han encontrado que las proteínas (o al menos algunos tipos de ellas) son más propensas a permanecer estables durante decenas de millones de años que el ADN, lo que las hace idóneas para obtener nueva información a partir de huesos viejos.

Ahora que ella y sus compañeros han demostrado repetidamente que las proteínas se pueden extraer de los huesos de dinosaurios, Schweitzer se centra en nuevas direcciones de investigación.

En primer lugar, está centrando su atención hacia métodos de refinado para analizar estas antiguas proteínas con el fin de que los paleontólogos puedan obtener más información con menos daño a los especímenes.

La espectrometría de masas, central en los métodos actuales de su equipo, requiere tiempo y destruye necesariamente la muestra, por lo que el equipo de Schweitzer está trabajando para construir una base de datos de métodos y criterios que otros científicos puedan emplear para obtener la mayor información posible de otros fósiles y optimizar el uso de la espectrometría de masas cuando realmente valga la pena. También está investigando formas de ampliar la búsqueda de proteínas a diferentes tejidos de dinosaurios, especímenes y ambientes.

Una segunda área de enfoque es explorar qué pueden revelar exactamente las proteínas sobre el organismo que las produjo. Por ejemplo, ¿pueden revelar más sobre la fisiología del animal y no sólo sobre las relaciones evolutivas? ¿Nos pueden decir más sobre las funciones, no sólo de las proteínas, sino de los tejidos que comprenden? ¿Qué pasa con el comportamiento reproductivo? O tal vez se pueden utilizar las proteínas para ayudarnos a determinar el momento en el que surgieron varias novedades evolutivas en diferentes puntos de la historia de la Tierra.

Como el humano tendrá que adaptarse a cambios globales

Los paleontólogos, por supuesto, están interesados en cómo era la vida en la era de los dinosaurios, pero Schweitzer cree que esta investigación también puede tener implicaciones para nuestros propios tiempos e incluso nuestro futuro.

Dado que los dinosaurios vivieron numerosos periodos de cambio global, por ejemplo, tal vez sea posible aprender algo de cómo respondieron a esos cambios a nivel molecular cuando la sociedad tenga que enfrentarse a sus propios cambios globales.

Además, entender lo que hace que algunas proteínas se descompongan rápidamente o persistan indefinidamente podría ayudar a los científicos a identificar nuevas y emocionantes oportunidades en el desarrollo de fármacos o en el desarrollo de biomateriales.

"Tenemos polímeros transparentes, flexibles y huecos que han durado 80 millones de años", apunta Schweitzer. "Alguien seguramente puede encontrar un uso de eso".

Refinar los métodos de investigación utilizados para extraer proteínas de huesos antiguos podría incluso ser útil en la búsqueda de vida extraterrestre, señala este investigador.

Después de todo, la exploración a través de huesos enterrados en los sedimentos de Montana sobre biomoléculas infinitesimalmente pequeñas y fragmentadas podría no ser tan diferente de tamizar a través de los sedimentos de Marte para detectar signos de vida.