« Escucha, si hay algo que la historia de la evolución nos ha enseñado es que la vida no se puede contener. La vida se libera. Se expande a nuevos territorios y atraviesa barreras dolorosamente, tal vez incluso peligrosamente, pero. la vida encuentra un manera », dijo Ian Malcolm, el personaje de Jeff Goldblum en Jurassic Park, la película de ciencia ficción de 1993 sobre un parque con dinosaurios vivos.

No encontrará ningún Velociraptor al acecho en el laboratorio del biólogo evolutivo Jay T. Lennon; sin embargo, Lennon, profesor del Departamento de Biología de la Facultad de Artes y Ciencias de la Universidad de Indiana en Bloomington, y sus colegas han descubierto que la vida sí encuentra un camino. El equipo de investigación de Lennon ha estado estudiando una célula mínima construida sintéticamente a la que se le ha despojado de todos sus genes excepto los esenciales. El equipo descubrió que la célula optimizada puede evolucionar tan rápido como una célula normal, lo que demuestra la capacidad de adaptación de los organismos, incluso con un genoma no natural que aparentemente proporcionaría poca flexibilidad.

« Parece que hay algo en la vida que es realmente robusto », dice Lennon. « Podemos simplificarlo hasta lo esencial, pero eso no impide que la evolución funcione ».

En principio, el organismo más simple no tendría redundancias funcionales y poseería solo el número mínimo de genes esenciales para la vida. Cualquier mutación en dicho organismo podría interrumpir letalmente una o más funciones celulares, poniendo restricciones a la evolución. Los organismos con genomas optimizados tienen menos objetivos sobre los que puede actuar la selección positiva, lo que limita las oportunidades de adaptación.

Aunque M. mycoides JCVI-syn3B podía crecer y dividirse en condiciones de laboratorio, Lennon y sus colegas querían saber cómo respondería una célula mínima a las fuerzas de la evolución a lo largo del tiempo, particularmente dadas las materias primas limitadas sobre las que podría operar la selección natural, así como la entrada no caracterizada de nuevas mutaciones.

« Cada gen en su genoma es esencial », dice Lennon en referencia a M. mycoides JCVI-syn3B. « Se podría plantear la hipótesis de que no hay margen de maniobra para las mutaciones, lo que podría limitar su potencial para evolucionar ».

Los investigadores establecieron que M. mycoides JCVI-syn3B, de hecho, tiene una tasa de mutación excepcionalmente alta. Luego lo cultivaron en el laboratorio donde se le permitió evolucionar libremente durante 300 días, equivalente a 2000 generaciones bacterianas o unos 40 000 años de evolución humana.

El siguiente paso fue establecer experimentos para determinar cómo se desempeñaron las células mínimas que habían evolucionado durante 300 días en comparación con el M. mycoides no mínimo original, así como con una cepa de células mínimas que no habían evolucionado durante 300 días.. En las pruebas de comparación, los investigadores colocaron cantidades iguales de las cepas que se evaluaron juntas en un tubo de ensayo. La cepa que mejor se adaptaba a su entorno se convirtió en la cepa más común.

Comprender cómo los organismos con genomas simplificados superan los desafíos evolutivos tiene implicaciones importantes para los problemas de larga data en biología, incluido el tratamiento de patógenos clínicos, la persistencia de endosimbiontes asociados al huésped, el refinamiento de microorganismos diseñados y el origen de la vida misma. La investigación realizada por Lennon y su equipo demuestra el poder de la selección natural para optimizar rápidamente la aptitud en el organismo autónomo más simple, con implicaciones para la evolución de la complejidad celular. En otras palabras, muestra que la vida encuentra un camino.