{"id":9422,"date":"2024-01-09T09:49:48","date_gmt":"2024-01-09T08:49:48","guid":{"rendered":"https:\/\/www.ceab.csic.es\/el-descubrimiento-de-nuevas-proteinas-productoras-de-vidrio-en-esponjas-marinas-desvela-detalles-de-como-fueron-los-primeros-animales\/"},"modified":"2025-03-05T16:02:56","modified_gmt":"2025-03-05T15:02:56","slug":"el-descubrimiento-de-nuevas-proteinas-productoras-de-vidrio-en-esponjas-marinas-desvela-detalles-de-como-fueron-los-primeros-animales","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/www.ceab.csic.es\/es\/el-descubrimiento-de-nuevas-proteinas-productoras-de-vidrio-en-esponjas-marinas-desvela-detalles-de-como-fueron-los-primeros-animales\/","title":{"rendered":"El descubrimiento de nuevas prote\u00ednas productoras de vidrio en esponjas marinas desvela detalles de c\u00f3mo fueron los primeros animales"},"content":{"rendered":"

Investigadores de la Universidad de Tottori (Jap\u00f3n) i del Centro de Estudios Avanzados de Blanes (CEAB-CSIC) han realizado un descubrimiento sin precedentes que arroja luz sobre la transici\u00f3n de los organismos unicelulares a multicelulares hace 600 millones de a\u00f1os. <\/strong><\/h3>\n

Las esponjas son probablemente los primeros animales que aparecieron en la Tierra y esta condici\u00f3n las hace especialmente interesantes para obtener pistas sobre c\u00f3mo los animales pluricelulares pudieron evolucionar a partir de un organismo unicelular ancestral en los oc\u00e9anos prec\u00e1mbricos. Son tambi\u00e9n animales \u00fanicos porque utilizan el silicio disuelto en el agua en forma de \u00e1cido sil\u00edcico para elaboran esqueletos arquitect\u00f3nicamente impresionantes. Dichos esqueletos son de \u201ccristal\u201d, con la misma composici\u00f3n qu\u00edmica que el vidrio de nuestras ventanas, constituidos por un compuesto conocido t\u00e9cnicamente como \u00abs\u00edlice\u00bb (SiO2).<\/p>\n

Dado que la s\u00edlice es hoy en d\u00eda uno de los materiales inorg\u00e1nicos de mayor importancia industrial, dominar el proceso biol\u00f3gico por el que las esponjas lo producen suscita notables expectativas biotecnol\u00f3gicas relacionadas con la elaboraci\u00f3n de fibra \u00f3ptica, de materiales y estructuras arquitect\u00f3nicas, de encapsulaci\u00f3n termoestable en s\u00edlice de vacunas v\u00edricas y de ARNm, y de terapias experimentales de regeneraci\u00f3n \u00f3sea en mam\u00edferos, entre otras posibilidades. Sin embargo, los avances en las potenciales aplicaciones se ven ralentizados por problemas para controlar con micro resoluci\u00f3n espacial la deposici\u00f3n de la s\u00edlice durante el proceso de polimerizaci\u00f3n.<\/p>\n

Por todo ello, un conocimiento m\u00e1s profundo de estos animales marinos puede, por una parte, revelar claves evolutivas y, por otra, abrir perspectivas innovadoras para la biotecnolog\u00eda:\u00a0 saber exactamente como producen s\u00edlice de manera biol\u00f3gica las esponjas, podr\u00eda desvelar nuevas rutas para la s\u00edntesis controlada de este mineral con un coste y un impacto ambiental menores que los actuales procesos industriales, lo que representa una vieja aspiraci\u00f3n biotecnol\u00f3gica.<\/p>\n

Existen tres clases de esponjas productoras de s\u00edlice, de las que se hab\u00eda supuesto que utilizaban herramientas celulares y moleculares similares con el prop\u00f3sito com\u00fan de fabricar un esqueleto sil\u00edceo. El estudio publicado ahora revela que cada una de las tres clases de esponjas ha desarrollado independientemente su propia maquinaria prote\u00ednica para fabricar la s\u00edlice.<\/p>\n

\"<\/p>\n

Un estudio publicado ahora en Nature Communications<\/em><\/a> supone un avance revolucionario en los dos \u00e1mbitos. Un equipo japon\u00e9s de la Universidad de Tottori y uno, de cient\u00edficos espa\u00f1oles del CSIC, concretamente del Centro de Estudios Avanzados de Blanes (CEAB-CSIC), han descubierto dos nuevas prote\u00ednas, denominadas hexaxilina y perisilina, en el interior de la s\u00edlice de las esponjas. Aunque su aplicabilidad biotecnol\u00f3gica se desvelar\u00e1 en futuros estudios, su mero descubrimiento es un gran avance. Encierra un mensaje fascinante y revolucionario tanto sobre la funci\u00f3n de las prote\u00ednas como sobre la evoluci\u00f3n del esqueleto de las esponjas.<\/p>\n

 <\/p>\n

Manuel Maldonado, investigador del CEAB-CSIC i l\u00edder del estudio, explica que \u201cuna primera implicaci\u00f3n importante del descubrimiento es que los esqueletos sil\u00edceos de las tres clases de esponjas no son hom\u00f3logos, sino estructuras an\u00e1logas desarrolladas para realizar funciones<\/em> similares. Una segunda implicaci\u00f3n importante es que una adquisici\u00f3n independiente de la maquinaria productora de s\u00edlice s\u00f3lo puede explicarse si el linaje ancestral de esponjas divergi\u00f3 primero a nivel molecular y celular para dar lugar a las diferentes clases y luego cada clase adquiri\u00f3 independientemente la capacidad de producir esqueletos sil\u00edceos. Esto significar\u00eda que, aunque la mayor\u00eda de las esponjas modernas se caracterizan por poseer impresionantes esqueletos minerales, el linaje ancestral de esponjas y los primeros miembros de las tres clases sil\u00edceas carec\u00edan de esqueleto mineral<\/em>.\u201d<\/p><\/blockquote>\n

La constataci\u00f3n de la ausencia de esqueleto sil\u00edceo en esas primeras esponjas es un hallazgo notable porque permite resolver el actual conflicto entre los relojes moleculares, que estiman el origen de las esponjas en el Prec\u00e1mbrico (hace unos 850 a 650 millones de a\u00f1os) y los esqueletos minerales fosilizados, que atestiguan la existencia del grupo s\u00f3lo en el C\u00e1mbrico (hace unos 535 millones de a\u00f1os). Los resultados de este estudio sugieren ahora que tal conflicto no existe y que ambas estimas podr\u00edan ser correctas: las esponjas aparecieron y empezaron a diversificarse en el Prec\u00e1mbrico, pero los linajes en evoluci\u00f3n no fueron capaces de producir esqueletos sil\u00edceos hasta el C\u00e1mbrico. Estos descubrimientos permiten mejoran nuestra comprensi\u00f3n de las caracter\u00edsticas originales de los primeros grupos de animales y de c\u00f3mo pudo suceder la transici\u00f3n evolutiva desde el estadio unicelular hacia el estadio multicelular de los animales.<\/p>\n

El estudio tambi\u00e9n revela que la fabricaci\u00f3n biol\u00f3gica de piezas esquel\u00e9ticas sil\u00edceas es un proceso bastante complejo, que requiere al menos una prote\u00edna para controlar la deposici\u00f3n de s\u00edlice en la regi\u00f3n interna de la estructura y otras prote\u00ednas para ir a\u00f1adiendo posteriormente capas conc\u00e9ntricas de s\u00edlice perif\u00e9rico para el engrosamiento y la ornamentaci\u00f3n final de la pieza esquel\u00e9tica. Los autores se\u00f1alan que han detectado varias prote\u00ednas adicionales en la s\u00edlice de las esponjas estudiadas pero que no se pudieron caracterizar. Por tanto, ser\u00e1n necesarios futuros estudios no s\u00f3lo para su caracterizaci\u00f3n, sino tambi\u00e9n para entender c\u00f3mo interact\u00faan todas estas prote\u00ednas en los entornos intracelular y extracelular durante la deposici\u00f3n de s\u00edlice. En su conjunto, los hallazgos y las nuevas cuestiones que se plantean tras este estudio abren prometedores escenarios alternativos para futuras investigaciones sobre la producci\u00f3n controlada de bios\u00edlice.<\/p>\n

\n

Referencia art\u00edculo: Shimizu, K., Nishi, M., Sakate, Y. et al. Silica-associated proteins from hexactinellid sponges support an alternative evolutionary scenario for biomineralization in Porifera. Nat Commun 15, 181 (2024). <\/em>https:\/\/doi.org\/10.1038\/s41467-023-44226-7<\/em><\/a><\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"

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