La naturaleza guarda estrategias de supervivencia que superan cualquier historia imaginada. Muchas aparecieron hace miles de millones de años y siguen activas en microbios que habitan zonas tan hostiles que ninguna célula humana soportaría. Ahora, un avance científico permite entender cómo esas formas de vida ajustan su arquitectura molecular para prosperar bajo temperaturas imposibles. Además, abre rutas prometedoras para la biotecnología, la medicina y el desarrollo de fármacos.
En regiones donde el agua hierve, donde los cráteres volcánicos emiten calor abrasador y donde los respiraderos hidrotermales convierten el océano en un laboratorio extremo, viven los hipertermófilos. Estos microorganismos unicelulares prosperan a más de 80 grados Celsius y, en algunos casos, incluso rebasan los 100 grados. Durante décadas, su mera existencia desafió la lógica, pero también impulsó innovaciones clave.
De ellos surgieron herramientas decisivas como la PCR, capaz de amplificar ADN a altas temperaturas. También dieron origen a enzimas muy estables que hoy se usan en procesos industriales y en biotecnología. Sin embargo, persistía una duda central: ¿cómo mantienen funcionales estructuras tan frágiles como el ribosoma si el calor debería desestabilizarlas por completo?
Una nueva investigación del Instituto Weizmann de Ciencias ofrece una respuesta inesperada. El equipo del profesor Schraga Schwartz creó un método para analizar múltiples modificaciones químicas del ARN de forma simultánea, algo que antes era casi imposible por limitaciones técnicas. Los resultados, publicados en Cell, muestran que los hipertermófilos editan su ARN de manera dinámica según la temperatura del entorno. Esto desafía la antigua idea de que el ARN ribosómico de una especie es uniforme y estable.
Mientras la mayoría de bacterias y arqueas poseen apenas unas pocas docenas de modificaciones, los hipertermófilos concentran cientos. Y cuanto más caliente es su ambiente, más modificaciones aparecen. Al comparar diez especies, incluidos varios extremófilos, los científicos descubrieron que casi la mitad de sus modificaciones cambian según las condiciones térmicas. En contraste, los mesófilos, que viven en climas moderados, mantienen sus patrones casi intactos.
El equipo también identificó tres modificaciones que aumentan con la temperatura, entre ellas metilación y acetilación. Lo sorprendente es que ambas parecen actuar en conjunto, como si formaran un código bioquímico orientado a reforzar el ribosoma. Para probarlo, el laboratorio colaboró con especialistas de la Universidad Jagellónica de Cracovia. Allí compararon la estabilidad del ARN sometido solo a metilación, solo a acetilación y a la combinación de ambas. El resultado fue claro: la mezcla de las dos modificaciones proporcionaba mucha más estabilidad que cada una por separado.
Aún faltaba entender cómo estos cambios afectaban la estructura tridimensional del ribosoma. Para lograrlo, los investigadores usaron microscopía crioelectrónica y mapearon la versión hipertermófila con y sin la enzima responsable de la metilación. La imagen reveló que los grupos metilo se extendían por toda la estructura, creando pequeñas interacciones con moléculas cercanas. Aunque débiles de forma individual, juntas funcionaban como un refuerzo general. Además, las zonas editadas mostraron menos huecos, como si el ribosoma se compactara para resistir temperaturas extremas.
Este descubrimiento sugiere que la edición del ARN no es un proceso rígido, sino un sistema sofisticado de adaptación ambiental. También indica que algunas modificaciones funcionan en sinergia y forman un lenguaje combinatorio que la ciencia apenas comienza a descifrar.
Las implicaciones son profundas. Este patrón podría explicar fenómenos enigmáticos, como el “metilo mágico”, un aumento inesperado en la eficacia de algunos fármacos tras añadir un grupo metilo. Incluso podría permitir el diseño de tecnologías basadas en ARN más estables, precisas y resistentes.
Hoy, muchas áreas de la biomedicina dependen del ARN. Desde vacunas hasta terapias oncológicas, pasando por diagnósticos avanzados y edición genética, su estabilidad es esencial. Comprender cómo la naturaleza perfeccionó estos mecanismos durante eones abre la puerta a desarrollos que podrían soportar condiciones extremas o mejorar notablemente los tratamientos actuales.
Los equipos del Instituto Weizmann y sus colaboradores internacionales continúan explorando este entramado molecular. Lo que han encontrado hasta ahora sugiere que la clave para sobrevivir en los ambientes más extremos del planeta está escrita en un código químico que recién empezamos a comprender.
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