Un atlas de proteínas mitocondriales amplía el mapa evolutivo de las células

Las mitocondrias suelen presentarse como las estructuras que producen energía en las células. Pero esa imagen, construida sobre todo a partir de humanos y levaduras, dejaba fuera buena parte de la diversidad de la vida. Un consorcio internacional comparó ahora sus inventarios de proteínas en organismos de ramas muy distintas del árbol evolutivo y encontró que el mapa era mucho más incompleto de lo que parecía.

El trabajo reunió datos experimentales de ocho organismos: una planta, cinco parásitos unicelulares y los catálogos ya disponibles de humanos y levaduras. Las proteínas son las piezas que realizan la mayor parte de las tareas de una célula; el conjunto de las que se ubican en una mitocondria permite describir qué capacidades tiene esa estructura en cada organismo. Para construir los nuevos inventarios, los equipos aislaron y analizaron proteínas mediante espectrometría de masas, y luego compararon los resultados entre especies.

En total, el atlas registró 8.619 proteínas mitocondriales agrupadas en 3.199 familias. Cerca del 43% de esas familias no estaba anotado en Pfam, una de las grandes bases de datos que ordena proteínas según rasgos compartidos. Eso no significa que todas sean funciones completamente desconocidas, pero sí muestra cuánto depende el conocimiento actual de unos pocos organismos modelo.

La comparación también identificó 33 familias de proteínas conservadas en patógenos eucariotas y ausentes en humanos. Esa diferencia ofrece una lista inicial de preguntas para investigar: una proteína esencial para un parásito, pero que no esté en nuestras células, podría llegar a ser un blanco más selectivo para futuros tratamientos. El resultado no prueba que exista un medicamento nuevo ni que cualquiera de esas familias sea un blanco válido; convertir una pista de este tipo en una terapia exige confirmar su función y superar varias etapas de desarrollo.

Uno de los organismos incluidos fue Giardia lamblia, un parásito intestinal cuyas estructuras similares a mitocondrias son muy reducidas. El equipo catalogó 59 proteínas en ellas, 27 no descritas antes. Más de la mitad carece todavía de una función conocida, un recordatorio de que una mitocondria no siempre encaja en la idea simple de una “central energética”.

El proyecto también incorporó a Arabidopsis thaliana, una planta usada con frecuencia en investigación. Comparar su inventario con el de parásitos, animales y levaduras ayuda a distinguir qué componentes se conservaron a lo largo de la evolución y cuáles aparecieron, se transformaron o se perdieron en determinados linajes. Con esos datos, los autores entrenaron además un modelo para estimar inventarios mitocondriales en alrededor de 200 eucariotas que todavía no habían sido estudiados de forma directa.

El alcance del atlas es principalmente descriptivo y comparativo: organiza una base para experimentar, no una respuesta definitiva sobre cada proteína. Aún así, aporta una idea más amplia de las mitocondrias, que surgieron hace unos dos mil millones de años a partir de la asociación entre una célula ancestral y una bacteria. Mirarlas en más organismos permite reconstruir mejor esa historia y entender por qué la misma estructura celular puede cumplir tareas tan diferentes.