Un biólogo molecular de la Facultad de Letras, Artes y Ciencias Dornsife de la USC puede haber encontrado una nueva "regla de la biología".
Una regla de la biología, a veces llamada ley biológica, describe un patrón reconocido o una perogrullada entre los organismos vivos. La regla de Allen, por ejemplo, establece que entre los animales de sangre caliente, los que se encuentran en áreas más frías tienen extremidades más cortas y gruesas (para conservar el calor corporal) que los de regiones más cálidas, que necesitan más superficie corporal para disipar el calor.
El zoólogo Joel Allen formuló esta idea en 1877, y aunque no fue el primero ni el último en presentar una regla de la biología, la suya es una de las pocas que logró ser aceptada entre los científicos.
Ahora, John Tower, profesor de ciencias biológicas en la USC Dornsife, cree haber descubierto otra regla de la biología. Publicó su idea el 16 de mayo en la revista Frontiers in Aging .
La regla de Tower desafía las nociones arraigadas de que la mayoría de los organismos vivos prefieren la estabilidad a la inestabilidad porque la estabilidad requiere menos energía y menos recursos. Por ejemplo, los hexágonos aparecen con frecuencia en la naturaleza (piense en panales y ojos de insectos) porque son estables y requieren la menor cantidad de material para cubrir una superficie.
Tower centra su regla en la inestabilidad, específicamente en un concepto llamado "inestabilidad selectivamente ventajosa" o SAI, en el que cierta volatilidad en componentes biológicos, como proteínas y material genético, proporciona una ventaja a las células.
Tower cree que SAI es una parte fundamental de la biología. "Incluso las células más simples contienen proteasas y nucleasas y degradan y reemplazan regularmente sus proteínas y ARN, lo que indica que la SAI es esencial para la vida", explica.
Dice que la EFS también desempeña un papel clave en la evolución.
A medida que las células se dedican a sus actividades, construyendo y degradando varios componentes inestables, explica, existirán en uno de dos estados:un estado con un componente inestable presente y un estado en el que el componente inestable está ausente.
La selección natural puede actuar de manera diferente en los dos estados celulares. "Esto puede favorecer el mantenimiento tanto de un gen normal como de una mutación genética en la misma población celular, si el gen normal es favorable en un estado celular y la mutación genética es favorable en el otro estado celular", dice. Permitir esta diversidad genética puede hacer que las células y los organismos sean más adaptables.
La inestabilidad selectivamente ventajosa también puede contribuir al envejecimiento. Crear y luego reemplazar los componentes inestables dentro de las células tiene un costo de materiales y energía. Descomponerlo también puede requerir energía adicional.
Además, dado que SAI establece dos estados potenciales para una célula, lo que permite que coexistan genes normales y mutados, si el gen mutado es dañino, esto puede contribuir al envejecimiento, afirma Tower.
Además de la evolución y el envejecimiento, la EFS tiene otras implicaciones de largo alcance.
"Últimamente la ciencia ha estado fascinada con conceptos como la teoría del caos, la criticidad, los patrones de Turing y la 'conciencia celular', dice Tower. "La investigación en el campo sugiere que la SAI desempeña un papel importante en la producción de cada uno de estos fenómenos".
Debido a su aparente ubicuidad en biología y sus implicaciones de largo alcance, la SAI puede ser la regla más nueva de la biología, afirma.
Más información: John Tower, Inestabilidad selectivamente ventajosa en sistemas bióticos y prebióticos e implicaciones para la evolución y el envejecimiento, Fronteras en el envejecimiento (2024). DOI:10.3389/fragi.2024.1376060
Proporcionado por la Universidad del Sur de California
