La evolución por selección natural darwiniana es inmensamente poderosa, tanto en la naturaleza como en los laboratorios. Usando 'evolución de laboratorio', podemos tomar una enzima que combine mutaciones aleatorias y selección funcional, y mejorar su función en más de 1000 veces. Puede ver evidencia de que la ciencia se aprovecha de la evolución en todo el campo, desde medicamentos sintetizados utilizados para prevenir la reaparición de ataques cardíacos (betabloqueantes) hasta el desarrollo de terapias con anticuerpos dirigidos a tumores.

Sin embargo, nada evoluciona a menos que ya exista. Cuando la vida comenzó hace más de tres mil millones de años, ¿Cuál fue la chispa que creó algo a partir de la aleatoriedad?

Investigadores del Monash Biomedicine Discovery Institute (BDI), han identificado lo que han denominado 'elementos de capacitancia estructural' en proteínas mutadas que están asociadas con muchos tipos diferentes de enfermedades humanas, en particular, una variedad de cánceres.

Los elementos de capacitancia estructural son regiones localizadas de desorden dentro de las proteínas, que retienen el potencial de fusionarse en 'microestructuras' después de la introducción de una mutación. Actúan como semillas nucleantes, o 'materia prima' para que prosiga la evolución, proporcionando la base de un mecanismo acelerado de evolución darwiniana por selección natural, complementando el proceso lento e incremental de la evolución darwiniana clásica.

Este descubrimiento ha sido publicado recientemente en el Revista de biología molecular . Investigador principal de este artículo, Profesora asociada Ashley Buckle, explicó la importancia de este descubrimiento.

"Hasta ahora, la creencia predominante entre los biólogos estructurales ha sido que las mutaciones que están implicadas en la enfermedad actúan al alterar las estructuras de las proteínas, lo que generalmente se conoce como el paradigma de "pérdida de función estructural". Sin embargo, recientemente se ha descubierto que más del 40 por ciento de las proteínas no tienen una estructura bien definida en absoluto, "Dijo el profesor asociado Buckle.

"Esto nos llevó a hacer una pregunta muy diferente, y darle la vuelta a la creencia prevaleciente, " él dijo.

El equipo de investigación analizó muchas de estas mutaciones asociadas a enfermedades y descubrió que estos 'Elementos de Capacitancia Estructural' pueden permitir que las mutaciones desencadenen una 'ganancia de función' al inducir una estructura donde antes no existía ninguna.

"Nos dimos cuenta de que nuestro trabajo puede tener diversas implicaciones. No solo arroja luz sobre la evolución de las estructuras de las proteínas, puede proporcionar información sobre la ingeniería de proteínas altamente evolutivas, y la identificación y dirección selectiva de epítopos de enfermedades humanas, " él dijo.

"Comprender si una mutación puede cambiar la forma de la proteína y cómo puede serlo será fundamental para apuntar a esa proteína para su uso en terapias que reconocen la región mutada".