Akkermansia muciniphila aumenta con el ayuno y protege contra la radiación

Un reciente estudio publicado en la revista PNAS aporta algunas pistas: el ayuno y una bacteria intestinal, llamada Akkermansia muciniphila, pueden actuar juntos para preparar al intestino frente al daño de la radiación. El trabajo se ha realizado de momento en ratones y cultivos celulares, pero permite entender mejor cómo la microbiota podría contribuir a proteger los tejidos sanos.

Los investigadores compararon ratones alimentados normalmente con otros que habían pasado 24 horas sin comida, aunque con agua. Después los expusieron a una dosis elevada de radiación abdominal y volvieron a proporcionarles alimento. Los animales alimentados murieron durante los días siguientes, mientras que todos los que habían ayunado sobrevivieron hasta el final del ensayo. Al analizar la microbiota intestinal, encontraron que el ayuno no aumentaba la cantidad total de bacterias ni su diversidad, pero sí cambiaba su composición. Entre los microorganismos que se enriquecían destacaba sobre todo Akkermansia muciniphila.

Además, cuando los investigadores redujeron la bacteria mediante antibióticos, la protección frente a la radiación disminuyó, y al reintroducirla, la protección se recuperó. Pero había una condición importante: la bacteria solo proporcionaba ese beneficio en los animales que habían ayunado. Añadirla a los ratones que seguían comiendo no producía el mismo resultado. Hacían falta también los cambios que el ayuno provocaba en el organismo.

Esta bacteria, descubierta en el año 2004, forma parte de la microbiota de personas sanas y se encuentra principalmente en el intestino grueso. Muciniphila, “amante de la mucina”, alude a su capacidad para alimentarse de mucina, un componente del moco que recubre y protege el intestino. La bacteria produce ácidos grasos de cadena corta, como el propionato, que interactúan con nuestras células. Akkermansia se ha asociado con la salud intestinal y metabólica: en diversas enfermedades, como obesidad, diabetes y enfermedades inflamatorias intestinales, se ha observado una disminución significativa de esta bacteria.

Los autores reconocen que otros grupos bacterianos también aumentan durante el ayuno y podrían aportar funciones metabólicas complementarias o interactuar con Akkermansia. Esta bacteria puede ser el mediador principal, pero no se excluye que haya una contribución comunitaria por otros microorganismos.

La relación con el propionato y el ADN

Los investigadores comprobaron también que el ayuno aumentaba el ácido propiónico en el intestino. Este compuesto es uno de los ácidos grasos de cadena corta que produce Akkermansia. En cultivos celulares, comprobaron que el propionato induce un cambio en el ADN. En las células el ADN está enrollado alrededor de unas proteínas llamadas histonas. El propionato inducía unos cambios químicos (una acetilación) en algunas de estas histonas, lo que influye en la expresión de los genes. El propionato actuaría como un posible mensajero entre la bacteria y el ADN. Por tanto, los resultados sugieren que el ayuno cambia el ambiente intestinal, Akkermansia aumenta y aporta metabolitos (el propionato) que generan cambios en el ADN de algunas células intestinales que quedan así preparadas antes de la lesión causada por la radiación. Es decir, cuando llega el daño, estas células están en mejores condiciones para activar la reparación.

Recientemente, otros autores han generado bacterias modificadas genéticamente para que produzcan propionato y han demostrado que usadas como probióticos también reducen el daño intestinal inducido por la radiación, en ratones. Ambos trabajos sugieren que el propionato contribuye al mantenimiento de la barrera intestinal, mejora la conservación de las vellosidades intestinales y aumenta la presencia de proteínas que mantienen unidas las células intestinales, como un “sellado” protector frente a la radiación.

Pero esto no justifica recomendar el ayuno ni suplementos de Akkermansia durante la radioterapia

Todos estos resultados sugieren la posibilidad de desarrollar intervenciones que preparen el intestino sano para tolerar mejor la radioterapia. En el futuro podrían investigarse estrategias nutricionales, microorganismos concretos o moléculas derivadas de su metabolismo. Comprender qué microbiota tiene cada paciente y qué sustancias produce podría ayudar a personalizar esas intervenciones.

Sin embargo, este estudio no demuestra que ayunar o tomar Akkermansia como probiótico reduzca los efectos secundarios de la radioterapia en personas. Se ha realizado con ratones sometidos a una irradiación abdominal intensa y con cultivos celulares. Antes de trasladarlo a la clínica habría que comprobar la seguridad, las condiciones en las que funciona y, especialmente, que proteger el intestino no implique proteger también al tumor.

De momento la aportación más novedosa es mostrar que el estado nutricional y la microbiota pueden preparar de antemano la respuesta del tejido intestinal al daño por radiación. Lo más fascinante es comprobar que una bacteria que vive en el moco intestinal puede, a través de su química, ayudar a que ciertas instrucciones de nuestras células estén disponibles cuando haga falta reparar el tejido. Una línea de investigación futura apasionante.

Por qué algunas colonias bacterianas son coloreadas

Amarillo, rojo, violeta, verde azulado… Una placa de cultivo puede parecer la paleta de colores de un pintor. Muchas colonias bacterianas son blanquecinas o de tonos crema, otras presentan colores llamativos. Detrás de esa diversidad hay moléculas que intervienen en la vida de los microorganismos: los pigmentos. Algunos ayudan a soportar la radiación solar, otros contribuyen a conseguir nutrientes, defenderse o aprovechar la energía de la luz.

Los pigmentos

Un pigmento es una sustancia química que absorbe determinadas longitudes de onda de la luz. Cuando recibe luz blanca, el pigmento absorbe unas determinadas longitudes de onda y refleja o transmite otras. Esa luz reflejada es la que llega a nuestros ojos y determina el color que percibimos.

Una bacteria aislada suele resultar prácticamente transparente al microscopio óptico (por eso las teñimos con colorantes). Sin embargo, cuando millones de células se juntas formando una colonia, sus pigmentos pueden hacerse visibles.

No todos los pigmentos microbianos pertenecen a la misma familia química. Entre ellos hay carotenoides (pigmentos orgánicos liposolubles de colores amarillos, naranjas y rojos), las fenazinas, como la piocianina (compuestos heterocíclicos nitrogenados con dos anillos de benceno fusionados a un anillo de piracina, presentan una amplia variedad de colores vivos y suelen ser fluorescentes), u otros como la prodigiosina (de color rojo intenso) y la violaceína (derivado del triptófano, de color violeta intenso). Existen además proteínas asociadas a moléculas que absorben luz, como las rodopsinas. La mayoría de los pigmentos microbianos son biodegradables y no son tóxicos.

Tampoco el color es una propiedad invariable de una especie. La capacidad de producir un pigmento puede cambiar entre cepas, y su expresión depende de las condiciones ambientales y de crecimiento. Por eso, no todas las bacterias de una misma especie presentan siempre el mismo aspecto.

Un recorrido por la paleta microbiana

Amarillo, de Staphylococcus aureus. Su nombre alude al tono dorado que pueden presentar sus colonias. El principal responsable es la estafiloxantina, un carotenoide. Este pigmento no es un simple adorno: actúa como un escudo que contribuye a proteger a la bacteria frente a sustancias oxidantes que generan las células del sistema inmunitario, y le proporciona una mayor estabilidad a la membrana frente a péptidos antimicrobianos.

Azul y amarillo verdoso, de Pseudomonas. En Pseudomonas aeruginosa pueden intervenir varios pigmentos. La piocianina de color azul y la pioverdina de color amarillo verdosa fluorescente. Esta combinación de pigmentos contribuye al aspecto verdoso característico de los cultivos de Pseudomonas. Son moléculas distintas y con funciones diferentes: la piocianina es un factor de virulencia, puede penetrar en las células, generar estrés oxidativo y dañar los tejidos, especialmente el epitelio respiratorio; la pioverdina es un sideróforo, una molécula que una muy alta afinidad por el hierro que le permite a la bacteria obtener este nutriente.

Rojo, de Serratia marcescens. Algunas cepas Serratia, Streptomyces o Vibrio pueden producir prodigiosina, un pigmento rojo muy intenso. En Serratia, su síntesis depende de la temperatura (se inhibe a los 37 °C y se produce activamente entre 28-32 °C). La prodigiosina puede inhibir el crecimiento de otros microorganismos. El nombre proviene del latín prodigium (maravilla o milagro), ya que en la Edad Media las apariciones de manchas rojas similares a la sangre en el pan consagrado se atribuida a milagros cuando en realidad eran debidas al crecimiento de Serratia marcescens y la producción de este pigmento.

Amarillo-marrón, de algunas cianobacterias. Algunas acumulan escitonemina en la envoltura. Este pigmento puede conferir tonos pardos y funciona como un mecanismo de defensa natural contra la radiación ultravioleta (rayos UVA).

Del rojo al púrpura, de Halobacterium salinarum. Algunas arqueas que viven en ambientes hipersalinos producen bacterioruberina, un carotenoide rojo intenso, y bacteriorrodopsina, una proteína de la membrana de color púrpura. La bacteriorrodopsina contiene una molécula de retinal y es capaz de utilizar la energía luminosa para generar energía.

¿Para qué sirven estos colores?

Como estamos viendo, algunos de estos pigmentos sirven para protegerse de la luz y del daño oxidativo. La luz puede ser una fuente de energía, pero también causar daños. Algunos pigmentos actúan como pantallas interceptando parte de la radiación ultravioleta antes de que alcance las células y ayudan a limitar el daño fotooxidativo. Por eso, es relativamente frecuente que bacterias ambientales den lugar a colonias coloreadas.

Crecimiento bacteriano sobre placas de Agar Tripticasa Soja (TSA) con carbón activo al 2%. El carbón activo se añade para darle el color negro a las placas y así aumentar el contraste de color. Tras sembrar por agotamiento por estrías distintas levaduras (Rhodoturula, Candida, Saccharomyces), las placas se dejaron abiertas para favorecer la contaminación ambiental. (Autores: Miriam Salvador, Rosario Urdaci, Ignacio López-Goñi, Departamento de Biología Molecular, Universidad de Navarra).

Pero las funciones de los pigmentos bacterianos son muy variadas. Las células del sistema inmunitario utilizan sustancias oxidantes para atacar a los microorganismos. Algunos pigmentos pueden ser un factor de virulencia que permitan a la bacteria sobrevivían al ataque de los macrófagos. En otros casos, como el de la pioverdina, actúan como un sistema para capturar el hierro del entorno (elemento esencial) e incorporarlo al interior de la bacteria; como defensa contra otras bacterias competidoras (como la prodigiosina); o como un sistema para aprovechar la energía luminosa (como la bacteriorrodopsina).

Una colonia coloreada es, por tanto, algo más que una mancha bonita sobre la placa de agar. Su amarillo, rojo o violeta puede ser la pista visible de una estrategia para sobrevivir.

Hace unas semanas, Jacob Coxon, investigador británico de inteligencia artificial, renunció a su puesto en Anthropic, uno de los principales desarrolladores de IA, mientras exponía varias inquietudes éticas. Según este científico, las empresas de inteligencia artificial están compitiendo para desarrollar tecnologías sobrehumanas que podrían poner en riesgo la vida de las personas. En unas declaraciones que dieron la vuelta al mundo (gracias a la IA): «Las personas que están construyendo IA creen sinceramente que podría matarnos a todos para finales de la década”.

Aunque es cierto que todos vamos a morir, en palabras del profesor Diego Borro, catedrático de Ciencias de la Computación e Inteligencia Artificial de la Universidad de Navarra, “La respuesta corta, desde el rigor científico, es que no seremos aniquilados por un superordenador consciente al estilo de Terminator. El peligro real de la inteligencia artificial no es que se vuelva malvada ni que desarrolle voluntad propia. El riesgo es que haga exactamente aquello para lo que ha sido programada, pero sin el contexto, la ética ni la supervisión humana indispensables”. (…). “La inteligencia artificial es una de las herramientas con mayor potencial para hacer avanzar la medicina, la ciencia y la sostenibilidad en la historia de la humanidad. Pero, para que esa promesa se cumpla, debemos ser conscientes de los fallos de diseño que hoy oscurecen su impacto positivo”. (…). “Así, el verdadero reto de nuestra época no es evitar que las máquinas piensen como humanos, sino garantizar que quienes diseñamos el futuro no olvidemos jamás lo que nos hace verdaderamente humanos”.

Contar historias nos hizo humanos

En la cueva de Qesem, en Israel, se ha identificado un hogar central (de hace unos 300.000 años) alrededor del cual se organizaban actividades como el procesamiento y consumo de alimentos. Los análisis microscópicos de los sedimentos han revelado capas superpuestas de ceniza: se había encendido fuego repetidamente en el mismo lugar. Era un punto recurrente de actividad dentro de la cueva. Esto permite interpretar el fuego como un lugar de encuentro y de interacción social. No sabemos qué se decían, las palabras no fosilizan, pero es posible que aquellas reuniones grupales, familiares, alrededor de un fuego compartiendo alimentos, favorecieran la transmisión de experiencias y de relatos, y comenzamos a contar historias.

Llevamos miles de años contado historias. El lenguaje oral es, en parte, lo que nos ha hecho humanos. Siglos después, con la aparición del alfabeto, escribir esas historias, transformó nuestra forma de aprender. La escritura nos permitió volver sobre nuestras palabras, examinarlas, corregirlas y discutirlas con otros. Nos hizo pensar, reflexionar, nos hizo más humanos. Y unos siglos más tarde, la imprenta facilitó la difusión, comparación y conservación de los textos clásicos. La escritura ya permitía fijar una idea; la imprenta multiplicaba los lectores que podían examinarla y responder a ella. Esa mayor circulación favoreció que una discusión continuara entre personas alejadas y a lo largo de generaciones. Esta vez, leer nos hizo más humanos.

La educación de un niño no reproduce paso a paso la historia de la humanidad. Pero hay algo en ese recorrido que nos resulta familiar: antes de leer por nuestra cuenta, otros nos han hablado, nos han escuchado y nos han contado historias. Después, la lectura y la escritura se van alimentando mutuamente. Por eso, volver a contar cuentos a nuestros hijos o a nuestros nietos, es la mejor manera de que se aficionen a la lectura. Y la lectura amplía nuestro horizonte, va más allá de nuestro entorno y de nuestro tiempo: podemos conversar con alguien que vivió hace siglos o acercarnos a una vida muy distinta de la nuestra. Leer exige dedicar tiempo a comprender. Frente a la impaciencia por obtener una respuesta inmediata, la lectura ofrece un espacio para sostener una pregunta. En un mundo donde resulta cada vez más fácil obtener un resumen o una respuesta, leer es dedicar tiempo a recorrer un razonamiento, discutirlo y decidir qué pensamos nosotros. Leer nos ayuda a pensar.

Ser plenamente humanos

La IA puede darnos las respuestas, pero lo importante son las preguntas. Frente a la amenaza de la IA, necesitamos tiempo para volver a lo que nos hace plenamente humanos. Tenemos un cuerpo, una historia, unos vínculos, una vida. La IA puede producir textos, imágenes o música, una cosa es generar una conversación sobre la amistad y otra muy diferente es tener un amigo.

Para evitar que la IA acabe con la humanidad en la próxima década, tenemos que volver a ser plenamente humanos, tenemos que sentir el mundo con el cuerpo, el frío de la mañana en la cara, el olor de la tierra mojada, el cansancio después de caminar, o el placer de una comida (si es con amigos, mucho mejor). Tenemos que querer a alguien y sentir que nos quieran, echar de menos, buscar compañía, acompañar a un enfermo, sostener una mano, quedarse junto a alguien, aunque no podamos solucionar su problema. Tenemos que vivir el paso del tiempo, cumplir años, recordar la infancia, saber que algunas oportunidades no vuelven y que nuestra vida tiene un final. Tenemos que asombrarnos como un niño, mirar un insecto, el cielo o una célula al microscopio y sentir curiosidad por algo que hasta entonces nos había pasado inadvertido. Tenemos que sentirnos vivos, cantar por alegría, escribir una poesía o pintar un lugar que amamos. Pasear por el campo, disfrutad de un atardecer, de una noche estrellada, ver un eclipse, bañarnos en el mar, abrazar un árbol. Reírnos juntos, llorar juntos, compartir una historia, contar lo que nos pasa. Tomar decisiones, sentir arrepentimiento, pedir perdón, regalar flores, decir que te quiero. Pasear sin destino, perder el tiempo, estar en silencio, mirar por la ventana, bailar, conversar durante una sobremesa que se alarga. Tenemos que volver a ser como niños. Contar cuentos, escribir y leer. Ser plenamente humanos.

Resumen de la conferencia La ciencia de educar, el arte del sentido común con motivo de la XII Lección «Los fines de la educación». Pamplona, 21 de octubre de 2026.

Los virus respiratorios tienen sus temporadas, aunque no todos siguen el mismo calendario. En este momento, los casos de COVID-19 están aumentado en toda España. Si ahora tienes un resfriado quizá sea COVID-19. El virus sigue evolucionando, hay nuevas variantes, la inmunidad natural de pasadas infecciones puede disminuir y la tasa de vacunación también. Esto explicaría, en parte, este resurgimiento del SARS-CoV-2

Fuente: Informe SiVIRA (Semana 39/2026)

Cómo se mueven los virus respiratorios

Un estudio reciente ha analizado cómo se han comportado 18 virus respiratorios desde octubre de 2022 a septiembre de 2025. En concreto han recogido datos de cuatro virus de la gripe (tres de tipo A y uno de B), dos del Virus Respiratorio Sincitial (VRS), dos coronavirus estacionales (NL63 y OC43), cuatro tipos de parainfluenza, de rinovirus, enterovirus, adenovirus, metapneumovirus, bocavirus y, por supuesto, SARS-CoV-2 (COVID-19). En total han analizado 32.782 muestras.

Fuente: Patterns in the dynamics of respiratory viruses after the COVID-19 pandemic: an observational, retrospective study using sentinel surveillance network data, Catalonia, 2022 to 2025

Aunque el trabajo tenga algunas limitaciones (los datos solo son de Cataluña y corresponden a personas con síntomas que acudieron a los centros participantes y no representan a toda la población infectada), los resultados muestran cómo son las oleadas de cada virus y en qué periodos se solapan.

El VRS y la gripe presentaron la estacionalidad más marcada. La actividad del VRS comenzaba en octubre y la de la gripe a principios de noviembre. El máximo del VRS se producía aproximadamente un mes antes que el de la gripe. Además, su descenso era más prolongado, por lo que ambas epidemias coincidían durante parte de su recorrido. La gripe A mostró un patrón anual más definido que la gripe B.

Los rinovirus y enterovirus circulaban durante todo el año, pero su actividad se intensificaba en otoño y primavera. En lugar de una única temporada, mostraban un patrón con dos máximos. Se observó también que la positividad de los rinovirus disminuía durante los periodos epidémicos de SARS-CoV-2.

Otros virus ocupaban distintos momentos del calendario. El coronavirus estacional OC43 y el bocavirus comenzaban a aumentar entre octubre y noviembre y presentaban máximos prolongados entre febrero y abril. Su actividad coincidía con la del metapneumovirus, cuyo máximo llegaba algo después. El coronavirus 229E alcanzaba sus mayores valores alrededor de abril. Más adelante aparecían el segundo máximo de rinovirus y la actividad de parainfluenza 3.

En los adenovirus, el coronavirus NL63 y los virus parainfluenza 1 y 4, las detecciones y su estabilidad no permitieron delimitar brotes con el procedimiento empleado. Su circulación se describió como baja y mantenida a lo largo del año.

El estudio sugiere que, tras las alteraciones de la pandemia, buena parte de los virus respiratorios ha recuperado ciclos epidémicos regulares.

El SARS-CoV-2 todavía no es un virus invernal

El SARS-CoV-2 presentó el comportamiento más llamativo. Desde 2023 predominó su circulación estival: las epidemias comenzaban en primavera, alcanzaban su máximo entre agosto y septiembre y descendían hasta comienzos del invierno. En el invierno de 2022 todavía se observó una oleada menor, y en 2023 apareció otra menos pronunciada. Ese repunte invernal ya no fue evidente en 2024. Además, el inicio de las dos últimas oleadas estivales se produjo en fechas prácticamente coincidentes. El patrón estival del SARS-CoV-2 cuestiona la expectativa de que acabaría comportándose como un virus predominantemente invernal.

 Los virus interfieren entre ellos

Este trabajo demuestra que las oleadas de virus respiratorios no coinciden entre ellas y que existe un fenómeno conocido desde hace mucho tiempo de interferencia viral. Ya Edward Jenner se percató de que al inocular su vacuna contra la viruela si el paciente tenía un herpes, la vacuna no funcionaba tan bien. Era como si tener dos infecciones activas al mismo tiempo alterara el funcionamiento de la vacuna. La interferencia viral se volvió a observar en los años 60 del siglo pasado cuando se desarrollaron las primeras vacunas vivas atenuadas contra algunos enterovirus, como el de la polio. En seguida se comprobó que esas vacunas conferían también protección frente a infecciones respiratorias graves. La administración de estas vacunas en niños disminuyó los casos de otros virus respiratorios no relacionados. Esta interferencia viral era debida a la inducción de una respuesta inmune inespecífica por la vacuna. Era evidente que tener un virus podría inhibir o afectar al crecimiento de otro.

Estudiar este tipo de interacciones o infecciones múltiples no es fácil. Nuestro sistema inmunitario se enfrenta a virus y bacterias constantemente. Los virus pueden interferir entre ellos porque la llegada del primero activa defensas que dificultan la multiplicación del siguiente. Cuando las células detectan una infección, producen interferones, unas proteínas que funcionan como señales de alarma. Estas avisan a las células vecinas y activan mecanismos que frenan la replicación viral. Se establece así un estado antiviral transitorio, capaz de actuar también contra virus distintos del que desencadenó la respuesta. Por ejemplo, en cultivos celulares se ha observado que los rinovirus, causantes de muchos resfriados, pueden reducir la multiplicación del SARS-CoV-2. Esta interferencia podría contribuir a que las oleadas de algunos virus respiratorios se alternen.

Pero la explicación no es tan sencilla. La interferencia viral depende no solo de los virus, sino también del comportamiento humano, de las condiciones ambientales, el clima, infecciones asintomáticas o hasta de los calendarios escolares. Además, el resultado puede depender de qué virus llega primero, cuánto tiempo pasa entre ambas infecciones y cómo responde el organismo. Por ejemplo, dos infecciones también pueden coincidir y agravar la enfermedad. Por eso, la interferencia viral ayuda a entender el comportamiento de las epidemias, pero no significa que pasar un catarro nos garantice protección frente a otra infección. Entre dos virus, hay interacciones que pueden ser positivas, con un efecto aditivo o sinérgico. Son coinfecciones y pueden resultar en un aumento de la gravedad de la enfermedad, por ejemplo, la coinfección con SARS-CoV-2 y gripe es más grave que las infecciones individuales. Pero las interacciones entre virus también pueden ser negativas, con un efecto antagonista, y depende de si el segundo virus pertenece o no a la misma familia o tipo que el primer virus. Es, por ejemplo, lo que ocurre en el caso de infecciones con subtipos del virus de la gripe, la primera previene de la enfermedad del segundo.

Entender cómo unos virus interfieren con otros nos puede permitir en el futuro emplear uno para combatir otro. Podríamos, por ejemplo, preparar un spray nasal con algún virus manipulado o defectivo de forma que solo provocara una estimulación del sistema innato y así nos protegiera frente a la infección por otros virus. Quizá para evitar una infección viral mortal debamos provocar una infección con otro virus diferente protector. Al fin y al cabo, eso son las vacunas.

No sé si la IA va a acabar con la humanidad, pero de momento investigadores de Stanford University y el Arc Institute publicaron en agosto en Science un resultado sorprendente: utilizaron una inteligencia artificial (IA) para diseñar genomas completos de bacteriófagos, virus que infectan bacterias. Algunos de esos genomas fueron sintetizados en el laboratorio y dieron lugar a virus funcionales capaces de infectar y reproducirse en la bacteria Escherichia coli.

No significa que una IA pueda diseñar seres vivos a la carta. Estamos muy lejos de eso… o no. Pero sí demuestra algo importante: un modelo entrenado con enormes cantidades de secuencias de ADN puede aprender algunas de las reglas que organizan un genoma y utilizarlas para proponer secuencias nuevas que funcionan en el mundo real.

Del lenguaje humano al lenguaje del ADN

Los investigadores utilizaron Evo 1 y Evo 2, dos grandes modelos de lenguaje genómico. La idea es similar a la de ChatGPT, pero en lugar de aprender de palabras y textos, Evo aprende de secuencias de ADN. Su alfabeto tiene solo cuatro letras (A, G, C y T) y durante el entrenamiento intenta predecir qué nucleótido debería aparecer a continuación. Después de analizar millones de genomas, el modelo acaba identificando regiones asociadas a genes, secuencias reguladoras, secuencias que codifican proteínas y entendiendo cómo es la organización genómica.

De la misma manera que ChatGPT entiende el lenguaje con palabra y es capaz de escribir textos con sentido, Evo 2 entiende el lenguaje del ADN y escribe genomas con sentido.

En 2024, Evo 1 fue entrenado con 2,7 millones de genomas de bacterias, arqueas y bacteriófagos. Este mismo año 2026, la nueva versión Evo 2 ha ampliado enormemente la cantidad y diversidad de secuencias analizadas y la longitud de ADN que puede analizar: contiene más de 40.000 millones de parámetros, ha sido entrenada con billones de nucleótidos de genomas no solo de procariotas y virus sino también de eucariotas. Estos modelos pueden analizar una secuencia existente, reconocer genes, los límites entre intrones y exones, regiones de unión de factores de transcripción o señales relacionadas con el inicio de la traducción. Lo interesantes es que también pueden generar nuevas secuencias de ADN siguiendo las reglas que han aprendido. No solo leen el ADN, sino que lo escriben. La pregunta es ¿podrían llegar a escribir un genoma completo que funcionara?

Un pequeño virus como banco de pruebas

Para comprobarlo, los investigadores escogieron al bacteriófago ΦX174, un virus muy conocido que infecta Escherichia coli. Tiene un diminuto genoma circular de ADN de tan solo 5.386 nucleótidos y ocupa un lugar histórico en la biología molecular: fue el primer genoma completo de ADN que se consiguió secuenciar, en los años setenta.

Diseñar un genoma viral no consiste simplemente en colocar genes uno detrás de otro. Todo el sistema debe funcionar coordinadamente. El ADN tiene que replicarse, los genes deben expresarse correctamente y en un orden determinado, sus proteínas tienen que interaccionar, el genoma debe empaquetarse dentro de una cápside y la nueva partícula viral tiene que reconocer una bacteria, infectarla y completar su ciclo de reproducción. No basta, por tanto, con escribir palabras que tengan sentido. Hay que conseguir que funcione toda la historia.

Los investigadores especializaron Evo 1 y Evo 2 utilizando unas 15.000 secuencias de virus pertenecientes a la familia Microviridae, a la que pertenece ΦX174. A partir de esa información, los modelos generaron miles de posibles genomas nuevos.

De una secuencia informática a un virus real

Tras diferentes filtros computacionales, se seleccionaron cerca de 300 genomas para comprobarlos experimentalmente. Solo dieciséis de ellos produjeron bacteriófagos viables capaces de infectar E. coli y reproducirse. Es decir, de miles de genomas generados por IA, 300 fueron seleccionados y poco más del 5% funcionaron. La tasa de éxito fue muy baja. La IA todavía falla mucho y no sabe escribir de forma fiable un genoma funcional. Pero que dieciséis de esos genomas diseñados por IA funcionaran demuestra que los modelos habían captado suficientes relaciones entre las distintas partes del genoma como para generar combinaciones biológicamente compatibles. Los autores les denominaron a estos nuevos fagos generados por IA Evo-Φ.

Otro resultado muy interesante fue que los nuevos fagos no eran simples copias de ΦX174 con unas pocas mutaciones. Algunas de sus proteínas eran muy diferentes de las del virus de referencia, pero seguían funcionando integradas dentro del conjunto. La IA no parecía estar aprendiendo únicamente cómo debía ser cada pieza, sino también algunas de las reglas que permiten que esas nuevas piezas funcionen juntas. Es como si hubiera aprendido las reglas de la evolución.

Y esto, ¿para qué sirve?

Igual que como las bacterias se hace resistentes a los antibióticos, también se pueden hacer resistentes a la infección por bacteriófagos. Esto representa uno de los problemas de la fagoterapia, la utilización de virus bacterianos para combatir determinadas infecciones.

Los investigadores obtuvieron cepas de E. coli resistentes al ΦX174 original. Después las enfrentaron a diferentes combinaciones de los nuevos fagos Evo-Φ diseñados mediante IA. Un cóctel determinado de fagos Evo-Φ consiguió superar rápidamente la resistencia a ΦX174 en tres cepas bacterianas ensayadas.

Esto no significa que dispongamos de una nueva terapia. El experimento se realizó en el laboratorio y no demuestra que estos fagos sean eficaces o seguros para tratar infecciones humanas. Pero es una “prueba de concepto” muy interesante. Quizás, en el futuro, ante una bacteria resistente, podamos utilizar modelos de IA para explorar rápidamente miles de posibles variantes de fagos y seleccionar después experimentalmente aquellas que tengan las propiedades que buscamos.

Una nueva etapa de la biología sintética

La importancia de este trabajo va más allá de los bacteriófagos. Lo que ha demostrado es que una IA puede proponer desde cero secuencias de genomas virales que, después de ser sintetizadas, producen bacteriófagos funcionales.

La capacidad de diseñar genomas completos funcionales abre muchas posibilidades en biología sintética y biotecnología. En el caso de los fagos, podría ayudar a modificar su especificidad, ampliar el rango de bacterias que pueden infectar o generar nuevas combinaciones útiles frente a bacterias resistentes.

Pero también plantea cuestiones de bioseguridad. Los que desarrollaron el sistema Evo 2 excluyeron deliberadamente de su entrenamiento los virus que infectan eucariotas, entre ellos los virus que infectan humanos y animales. El objetivo era reducir la capacidad del modelo para generar este tipo de virus que podrían ser nuevos patógenos.

La capacidad técnica para generar secuencias biológicas debe avanzar acompañada de mecanismos de evaluación y control. Cuanto más potentes sean estos modelos, más importante será decidir con qué objetivo se hacen, con qué datos se entrenan, qué capacidades se liberan, cómo se evalúan sus posibles riesgos y quién es el responsable. El mayor problema de la IA es la falta de transparencia y que está en manos de unos pocos y ¿quién vigila al vigilante?

Para saber más:

King SH, Driscoll CL, Li DB, et al. (2026). Generative design of bacteriophages with genome language models. Science, 393, eaec2657. DOI: 10.1126/science.aec2657.

Nguyen E, Poli M, Durrant MG, et al. (2024). Sequence modeling and design from molecular to genome scale with Evo. Science, 386, eado9336. DOI: 10.1126/science.ado9336.

Brixi G, Durrant MG, Ku J, et al. (2026). Genome modelling and design across all domains of life with Evo 2. Nature, 652, 1349–1361. DOI: 10.1038/s41586-026-10176-5.

Durante décadas, el mesosoma ocupó un lugar destacado en los manuales de microbiología. Se describía como una compleja invaginación de la membrana citoplasmática de las bacterias, especialmente de las Gram positivas, y se le atribuían funciones esenciales: desde la respiración celular y la replicación del ADN hasta la división celular, la síntesis de la pared bacteriana o la formación de esporas. Para generaciones de estudiantes, el mesosoma era tan real como el nucleoide, el ribosoma o el flagelo.

Todavía hoy puedes encontrar algunos libros de textos, páginas web y decenas de imágenes en internet que describen el mesosoma bacteriano como una estructura característica y exclusiva de los procariotas.

El nacimiento de un nuevo orgánulo

La historia comienza poco después del desarrollo de la microscopía electrónica de transmisión. En 1953, George B. Chapman y James Hillier publicaron uno de los primeros estudios con cortes ultrafinos de bacterias. En aquellas imágenes observaron complejas invaginaciones de la membrana plasmática que denominaron cuerpos periféricos (1).

Chapman, G. B., & Hillier, J. (1953). Electron microscopy of ultrathin sections of bacteria. Journal of Bacteriology, 66, 362–373.

Pocos años después, se introdujo el término mesosoma para describir esas estructuras membranosas observadas en numerosas bacterias al microscopio electrónico. La comunidad científica acogió rápidamente la idea. Las bacterias carecen de orgánulos membranosos comparables a los de las células eucariotas, por lo que el descubrimiento parecía llenar un vacío conceptual importante.

La edad de oro del mesosoma (1960-1975): un orgánulo para casi todo

Durante las dos décadas siguientes se publicaron centenares de trabajos sobre el mesosoma. Su presencia parecía incuestionable y las imágenes obtenidas mediante microscopía electrónica mostraban estructuras extraordinariamente llamativas: láminas, túbulos y vesículas que se proyectaban hacia el interior del citoplasma de la bacteria. A medida que aumentaban las observaciones, también crecían las funciones atribuidas al mesosoma (2). Una de las primeras hipótesis proponía que servía como punto de anclaje del cromosoma bacteriano durante la replicación: parecía razonable pensar que el ADN necesitara un punto fijo de unión a la membrana.

También se propuso que el mesosoma aumentaba la superficie disponible para la respiración celular. Dado que las bacterias realizan la cadena de transporte electrónico en la membrana plasmática, algunos investigadores establecieron un paralelismo con las crestas mitocondriales de las células eucariotas. Otros estudios situaban el mesosoma junto al septo de división celular, lo que llevó a sugerir su participación en la síntesis del peptidoglicano y en la formación del tabique que separa las células hijas. Incluso se le asignaron funciones relacionadas con la secreción de proteínas, la esporulación en especies del género Bacillus y la compartimentalización interna de la célula.

En 1975 se publicó una extensa revisión que resume perfectamente el entusiasmo de aquella época. Sus más de cincuenta páginas recopilan prácticamente todas las funciones imaginadas para el mesosoma y reflejan el elevado grado de aceptación que había alcanzado este supuesto orgánulo. Greenawalt, J. W., & Whiteside, T. L. (1975). Mesosomes: membranous bacterial organelles. Bacteriological Reviews, 39(4), 405–463.

Las primeras grietas del modelo

Paradójicamente, fueron los propios microscopistas quienes comenzaron a cuestionar la existencia del mesosoma. Ya a mediados de los años setenta algunos investigadores observaron un hecho desconcertante: los mesosomas no siempre aparecían. Su número, tamaño y complejidad variaban enormemente según el protocolo de preparación empleado antes de la observación al microscopio electrónico.

La fijación química era un proceso muy agresivo. Las bacterias se trataban habitualmente con glutaraldehído y tetróxido de osmio, se deshidrataban mediante alcoholes y finalmente se incluían en resinas antes de obtener cortes ultrafinos. Algunos autores compararon diferentes métodos de fijación y comprobaron que la aparición de mesosomas dependía claramente del tratamiento utilizado (3). Algunas combinaciones de fijadores generaban grandes invaginaciones membranosas, mientras que otras apenas producían estas estructuras. Aquello sugería que el mesosoma podía no formar parte de la célula viva, sino aparecer durante la preparación de la muestra. ¿Estaban observando realmente la biología de la bacteria o las consecuencias del procedimiento experimental? Por primera vez se generaron serias dudas sobre la existencia de mesosomas y se proponía que una membrana citoplasmática continua sin pliegues sería el patrón real de organización de la membrana en las bacterias (3).

La revolución de la criomicroscopía

La respuesta llegó pocos años después gracias a un cambio tecnológico. En lugar de fijar químicamente las bacterias para verlas al microscopio, comenzaron a desarrollarse técnicas de congelación ultrarrápida capaces de inmovilizar las moléculas prácticamente de forma instantánea, preservando la arquitectura celular muy próxima a su estado natural. Los resultados fueron sorprendentes.

En 1981, Ebersold y colaboradores (4) estudiaron Bacillus cereus utilizando tanto fijación química convencional como criopreservación. Las diferencias eran inequívocas. Las muestras preparadas mediante los métodos clásicos presentaban abundantes mesosomas. Sin embargo, esas mismas bacterias observadas tras congelación rápida carecían completamente de dichas estructuras. Los mesosomas eran artefactos dependientes del método de preparación.

Actualmente se acepta que los fijadores químicos alteraban profundamente las propiedades físicas de la membrana citoplasmática. El tetróxido de osmio reacciona con los lípidos de membrana, mientras que el glutaraldehído fija las proteínas mediante enlaces cruzados. Durante la posterior deshidratación y la inclusión en resinas se generarían tensiones mecánicas que provocaban plegamientos, invaginaciones y vesículas artificiales de la membrana. Las bacterias Gram positivas, especialmente especies del género Bacillus, parecían ser particularmente sensibles a estos efectos debido a la organización de su envoltura celular. El microscopio, por tanto, no estaba mostrando un nuevo orgánulo, sino las deformaciones inducidas por la propia preparación experimental.

¿Significa esto que nunca existen invaginaciones de membrana?

No exactamente. Las bacterias sí pueden generar invaginaciones membranosas reales en determinadas circunstancias fisiológicas o patológicas. Algunas aparecen durante procesos de estrés, exposición a antibióticos que alteran la membrana, acción de péptidos antimicrobianos o sobreproducción de determinadas proteínas de membrana. Sin embargo, estas estructuras son puntuales, dinámicas y dependientes del contexto celular. No corresponden al concepto clásico de mesosoma ni constituyen un orgánulo universal de las bacterias.

Lo que si es cierto es que plegar o proliferar membrana permite aumentar enormemente la superficie disponible para procesos bioenergéticos sin tener que aumentar proporcionalmente el tamaño de la célula. Es precisamente este razonamiento el que se utilizó para atribuir al mesosoma una función respiratoria, por ejemplo. La idea no era absurda; lo que resultó incorrecto fue identificar el mesosoma observado tras fijación química como la estructura responsable. El ejemplo más claro sería las invaginaciones de la membrana que pueden adoptar morfologías vesiculares, tubulares o lamelares, que contienen los sistemas de captación de luz, centros de reacción y componentes de transporte electrónico necesarios para la fotosíntesis bacteriana: los cromatóforos en las bacterias púrpuras. Con funciones similares, los clorosomas en las bacterias verdes y los tilacoides en cianobacterias son otras estructuras membranosas internas más o menos complejas (5).

Pero hay otros ejemplos. Las bacterias que oxidan metano (metanótrofas) presentan sistemas muy desarrollados de membranas intracitoplasmáticas, que proporcionan una gran superficie para albergar enzimas relacionadas con la oxidación del metano (6). Algunas bacterias quimiolitótrofas, entre ellas determinadas bacterias oxidantes de amonio como Nitrosomonas, poseen extensos sistemas de membranas intracitoplasmáticas derivados de la membrana citoplasmática (7).

Orgánulos procariotas. (A) Cromatóforos de Rhodopseudomonas palustris (6). (B) Lamelas de Methylococcus capsulatus (7). (C) Tilacoides de cianobacterias (6). (D) Clorosomas de Chlorobium tepidum (6). (E) Membranas intracitoplasáticas en Nitrosomonas (8).

Las bacterias pueden poseer sistemas membranosos intracelulares extraordinariamente complejos y, en determinados grupos, auténticas invaginaciones de la membrana citoplasmática. Lo que no existe como estructura celular fisiológica es el «mesosoma clásico» descrito en bacterias Gram positivas mediante fijación química convencional.

Una lección sobre cómo funciona la ciencia

Más allá del interés histórico, el caso del mesosoma ofrece una enseñanza metodológica de enorme valor. Durante casi veinte años, centenares de artículos científicos intentaron explicar las funciones de una estructura cuya propia existencia nunca había sido demostrada de forma independiente del método empleado para observarla. El problema no residía en la calidad de aquellos investigadores, sino en las limitaciones tecnológicas de la época. Todos observaban el mismo fenómeno porque todos utilizaban procedimientos similares de preparación.

La introducción de nuevas técnicas, la congelación ultrarrápida primero y la criomicroscopía electrónica después, permitió distinguir entre la estructura real de la célula y los artefactos generados durante el procesamiento de las muestras. La historia del mesosoma recuerda que en biología no solo importa el instrumento con el que observamos, sino también cómo preparamos aquello que queremos observar. Un método experimental puede revelar aspectos desconocidos de la naturaleza, pero también puede crear ilusiones convincentes. En este sentido, el mesosoma ha dejado de ser un supuesto orgánulo bacteriano para convertirse en algo quizá más valioso: un ejemplo clásico de cómo progresa el conocimiento científico. La ciencia no avanza porque nunca se equivoque, sino precisamente porque dispone de mecanismos para detectar sus errores cuando aparecen mejores evidencias. De hecho, el estudio de compartimentos subcelulares y orgánulos bacterianos sigue siendo un campo de activa investigación (8).

Para saber más:

(1) Chapman, G. B., & Hillier, J. (1953). Electron microscopy of ultrathin sections of bacteria. Journal of Bacteriology, 66, 362–373.

(2) Greenawalt, J. W., & Whiteside, T. L. (1975). Mesosomes: membranous bacterial organelles. Bacteriological Reviews, 39(4), 405–463.

(3) Silva, M. T., Sousa, J. C., Polónia, J. J., Macedo, P. M., & Parente, A. M. (1976). Bacterial mesosomes: real structures or artifacts? Biochimica et Biophysica Acta, 443, 92–105.

(4) Ebersold, H. R., Lüthy, P., & Cordier, J. L. (1981). Bacterial mesosomes: method dependent artifacts. Archives of Microbiology, 130, 19–22.

(5) Murat, D., Byrne, M., Komeili, A. (2010). Cell biology of prokaryotic organelles. Review Cold Spring Harb Perspect Biol. 2(10): a000422.

(6) Zhu, Y, et al. (2022). Structure and activity of particulate methane monooxygenase arrays in methanotrophs. Nature Communications. 13: 5221.

(7) Kikuchi, S., et al. (2023). Characterisation of bacteria representing a novel Nitrosomonas clade: Physiology, genomics and distribution of missing ammonia oxidizer. Environmental Microbiology Reports, 15(5), 404–416.

(8) Corcoran, C. J., Skaar, E. P. (2026). mGem: Subcellular compartments in bacterial pathogens and their role during infection. mBio. 17(8): 17:e03328-25.

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Pero la noticia es relevante porque supone el primer resultado positivo en fase 3 de una terapia personalizada contra el cáncer basada en ARNm: se fabrica una vacuna diferente para cada paciente.

¿Cómo funciona una vacuna de ARNm contra el cáncer?

Cada tumor es genéticamente diferente. A partir de las células tumorales del paciente, se extrae el ADN y se secuencia el genoma del tumor. Esa información se compara con el genoma de las células normales. Se identifican así las mutaciones específicas del tumor. Algunas de estas mutaciones generan proteínas anormales que no están presentes en las células sanas. Estas proteínas específicas del tumor se llaman neoantígenos o nuevos antígenos. Son antígenos aberrantes que generan las células cancerosas cuando se producen ciertas mutaciones en su ADN. Son, por tanto, marcas o firmas del tumor y que permitirán al sistema inmunitario distinguir las células cancerosas de las células normales.

Moderna ha diseñado la tecnología ARNm

Pero no todo neoantígeno generará una respuesta inmune efectiva. Mediante algoritmos bioinformáticos se analizan las mutaciones del tumor del paciente y se seleccionan aquellos neoantígenos que podrían ser los más propensos para ser reconocidos por el sistema inmunitario. A partir de los neoantígenos seleccionados, se sintetiza una secuencia de ARNm que codifica para esos neoantígenos, que son específicos del tumor de ese paciente concreto. Esos ARNm se empaquetar en nanopartículas lipídicas.  Se fabrica así un tratamiento basado en la identidad molecular del propio tumor de ese paciente.

Después de la administración, ese ARNm entra en las células y proporciona las instrucciones necesarias para producir los neoantígenos seleccionados. Estos neoantígenos se procesan y se presentan al sistema inmunitario, activando las células T específicas contra el tumor. Se genera una respuesta inmune capaz de reconocer solo a las células tumorales que porten esos mismos neoantígenos. Se eliminan así las células cancerígenas que queden y se impide que se reproduzcan, evitando las recaídas.

Vacuna ARNm e inmunoterapia

En el protocolo propuesto por las compañías, esta vacuna se administra junto con pembrolizumab (keytruda), un tratamiento de inmunoterapia basado en un anticuerpo monoclonal que se une al receptor PD-1 y bloquea su interacción con PD-L1. ¿En qué consiste este tratamiento de inmunoterapia?

Merck ha proporcionado el tratamiento de inmunoterapia asociado a la vacuna

Los linfocitos T contienen en su membrana el receptor PD-1. Este receptor se une a la proteína PD-L1 de otras células del sistema inmunitario, como macrófagos y células dendríticas, y actúa como un “freno biológico”, disminuye la producción de citoquinas y evita una respuesta auto-inmune contras las propias células.

Algunas células tumorales expresan PD-L1 en su superficie y utilizan esta molécula como un mecanismo de defensa para unirse al receptor PD-1 de los linfocitos T y desactivar la respuesta del sistema inmunitario, evitando así ser atacadas y destruidas. Funciona como un escudo protector que engaña a las células de defensa del cuerpo. El pembrolizumab se une al receptor PD-1 y bloquea su interacción con PD-L1. De esta forma potencia la respuesta de las células T contra las células tumorales.

Según han informado, en el ensayo INTerpath-001 participaron 1.137 pacientes con melanoma de alto riesgo que había sido extirpado quirúrgicamente. Se comparó el tratamiento habitual con pembrolizumab frente al monoclonal  más la vacuna de ARNm personalizada. La combinación consiguió una mejora estadísticamente significativa tanto en el tiempo sin recaída como en el tiempo sin aparición de metástasis a distancia. Pero hay que ser prudentes: las compañías todavía no han publicado las cifras completas de este ensayo ni los datos definitivos de supervivencia global.

En resumen: no es una vacunas «clásica» que vaya a prevenir el cáncer. Se trata de una vacuna terapéutica, es decir, que se administra a personas que ya tienen el tumor y que, combinada con un tratamiento de inmunoterapia, estimula y potencia de manera específica el sistema inmunitario para luchar contra las células tumorales. No es “la vacuna contra el cáncer”, pero sí una demostración muy prometedora de que el ARNm puede utilizarse para fabricar tratamientos personalizados que enseñen al sistema inmunitario a reconocer el tumor de cada paciente.

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Vacunas RNAm: un mensaje de esperanza

Simulación de un eclipse microbiano: Escherichia coli y Salmonella compiten por el espacio y los nutrientes en agar XLD.

El agar XLD (Xilosa Lisina Desoxicolato) es un medio de cultivo selectivo y diferencial utilizado en microbiología para aislar e identificar bacterias entéricas patógenas, principalmente de los géneros Salmonella y Shigella.

El desoxicolato de sodio inhibe el crecimiento de bacterias Gram-positivas. Usa rojo de fenol como indicador de pH para detectar cambios de acidez. Contiene los azúcares xilosa, lactosa y sacarosa. La lisina permite diferenciar a Salmonella mediante su decarboxilación.

El Sol amarillo es Escherichia coli, que fermenta la xilosa presente en el medio, produciendo ácidos y provocando el viraje del indicador de pH (rojo fenol) a amarillo.

La Luna roja es Salmonella, que, tras agotar la xilosa, descarboxila la lisina, alcalinizando el medio y dando lugar al color rojizo.

Además, algunas cepas de Salmonella producen SH₂, que reacciona con las sales férricas del medio y origina un precipitado negro, representado como las “manchas solares”.

Autoras: Raquel Conde, Miriam Salvador, Lara Pérez (@div_proc_unav)

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El hallazgo surge del estudio de la guerra que mantienen las bacterias contra los virus que las infectan, conocidos como bacteriófagos. Y aunque no derriba las bases de la biología molecular, sí añade un nuevo capítulo fascinante a nuestra comprensión de cómo puede generarse información genética.

Cómo se fabrica normalmente el ADN

Hasta ahora, los libros de biología enseñaban que para construir una molécula de ADN era imprescindible copiar una secuencia genética previa. La síntesis de ADN siempre requería una molécula molde sobre la que trabajar.

En este proceso participan numerosas proteínas especializadas. Una helicasa actúa como una cremallera molecular que separa las dos hebras de ADN, mientras que la girasa evita que la molécula se enrede durante la apertura. Otras proteínas estabilizan las hebras separadas para impedir que vuelvan a unirse. Después entra en acción la primasa, que coloca un pequeño fragmento de ARN llamado cebador. Ese cebador sirve como punto de inicio para la ADN polimerasa, la enzima encargada de construir la nueva hebra añadiendo nucleótidos complementarios siguiendo estrictamente la secuencia de la hebra original. Finalmente, la ligasa une los fragmentos generados y forma una doble hélice continua.

La idea fundamental siempre ha sido la misma: las polimerasas necesitan copiar una plantilla preexistente. Sin molde, no hay síntesis ordenada de ADN.

En biología no existen los dogmas absolutos

Sin embargo, la biología está llena de excepciones sorprendentes. Ya sabíamos que el ADN puede transcribirse a ARN, que el ARN puede retrotranscribirse a ADN, que ciertas moléculas de ARN pueden autorreplicarse e incluso actuar como enzimas —los ribozimas— o que algunas proteínas, como los priones, pueden almacenar información estructural. Ahora, este nuevo estudio describe algo que nunca se había observado: una proteína cuya propia estructura física sirve como plantilla para sintetizar ADN.

Los investigadores estudiaban un sistema antiviral bacteriano llamado DRT3 (Defense-associated Reverse Transcriptase 3), formado por dos transcriptasas inversas no convencionales, Drt3a y Drt3b, junto con un pequeño ARN no codificante.

El sistema fue identificado en la bacteria Escherichia coli, aunque posteriormente se detectaron homólogos de DRT3 en numerosos grupos bacterianos, al menos veinte distintos, lo que sugiere que este mecanismo podría estar muy extendido en la naturaleza y haber evolucionado hace millones de años como estrategia de defensa frente a virus.

Sistema DRT3: dos enzimas sintetizan pares de hebras de ADN (naranja y cian), una (amarilla) utiliza una plantilla de ARN (beige) para guiar el ensamblaje de las bases nucleotídicas que componen el ADN, mientras que una segunda enzima (azul claro), utiliza sus propios aminoácidos como plantilla.

Una proteína que actúa como plano de construcción

Lo revolucionario del descubrimiento es el comportamiento de Drt3b. Mientras las transcriptasas inversas convencionales copian una secuencia de ARN para fabricar ADN, Drt3b es capaz de sintetizar ADN sin utilizar ninguna plantilla de ácido nucleico. En lugar de copiar ADN o ARN, la proteína utiliza directamente la disposición espacial de sus propios aminoácidos para determinar qué nucleótido debe añadirse. Es decir, la proteína actúa simultáneamente como herramienta y como plano de construcción.

Los autores comprobaron que Drt3b produce ADN bicatenario repetitivo formado por dos hebras complementarias: una hebra poly(GT) y otra poly(AC). La proteína “fuerza” específicamente la incorporación alternante de adenina y citosina mediante una combinación de puentes de hidrógeno, restricciones estéricas y contactos proteína-base extremadamente precisos.

Hasta ahora se conocían dos grandes tipos de polimerasas:

– Las dependientes de molde, como las ADN polimerasas, ARN polimerasas o transcriptasas inversas, que copian una secuencia preexistente.

– Las independientes de molde, mucho más raras, capaces de sintetizar secuencias simples y repetitivas, normalmente poco informativas, como cadenas poli(A) o poli(U).

La gran pregunta era si podía existir una enzima capaz de generar secuencias definidas sin copiar ningún ácido nucleico. Hasta ahora, prácticamente no había ejemplos. Drt3b representa precisamente eso: una síntesis de ADN guiada por proteínas.

Un sistema todavía limitado, pero extraordinario

El descubrimiento no significa que las proteínas puedan transmitir información genética compleja al ADN como hacen normalmente los seres vivos. Drt3b tiene limitaciones importantes.

La enzima solo es capaz de fabricar pequeñas cadenas repetitivas compuestas por adenina y citosina. No puede sintetizar secuencias generales de ADN ni copiar genes completos. Pero, aun así, el hecho de que una proteína pueda dirigir directamente la formación de ADN sin molde externo constituye algo completamente nuevo y sorprendente.

El estudio amplía enormemente el repertorio conocido de estrategias moleculares utilizadas por la vida y sugiere que todavía podrían existir mecanismos bioquímicos fundamentales completamente desconocidos.

¿Para qué sirve este sistema en las bacterias?

Todavía no se comprende del todo cómo utiliza la bacteria este sistema DRT3 para defenderse de los bacteriófagos. Los investigadores plantean varias hipótesis. Las cadenas repetitivas de ADN podrían actuar como “esponjas moleculares”, atrapando proteínas virales esenciales para la replicación del virus. También podrían interferir directamente con distintos procesos del ciclo infeccioso del virus.

Lo importante es que estos sistemas antivirales bacterianos funcionan como auténticos laboratorios evolutivos de innovación bioquímica. Muchas de las herramientas más revolucionarias de la biotecnología moderna han surgido precisamente del estudio de estos mecanismos defensivos microbianos. El ejemplo más famoso es CRISPR. Lo que inicialmente era un sistema natural de defensa bacteriana contra virus terminó convirtiéndose en una herramienta revolucionaria de edición genética utilizada hoy en medicina, investigación y biotecnología.

Posibles aplicaciones futuras

Aunque este descubrimiento se encuentra todavía en una fase muy básica, sus posibles aplicaciones son enormes. Drt3b podría inspirar el diseño de nuevas polimerasas programables capaces de sintetizar ADN sin necesidad de moldes convencionales. También podría abrir nuevas estrategias antivirales, nuevas herramientas de biología sintética e incluso aplicaciones futuras en computación molecular.

Además, el hallazgo plantea preguntas profundas sobre la evolución molecular y el origen mismo de la vida. Si existen proteínas capaces de dirigir síntesis genéticas sin ADN ni ARN molde, quizá la diversidad de mecanismos bioquímicos de la vida sea mucho mayor de lo que imaginamos.

Comprender exactamente cómo funciona DRT3 permitirá explorar mejor la evolución de los sistemas de defensa microbianos y descubrir hasta dónde puede llegar la creatividad molecular de la naturaleza.