Algoritmo que compara células entre especies podría resolver dudas de la evolución

Bioingenieros de la Universidad de Standford desarrollaron un algoritmo para comparar células entre especies e identificar tipos celulares similares. En la investigación se incluyeron las células de peces, roedores, gusanos y esponjas, los cuales han divergido durante millones de años. Se pretende que los resultados ayuden a la ciencia a comprender de una mejor manera la evolución.

Las células son componentes básicos de cada organismo vivo y la comparación de ellas en las diferentes especies existentes podría ser la respuesta para los biólogos sobre evolución. Conocer cómo surgieron los tipos de células y cómo se han adaptado a las necesidades funcionales de las diferentes formas de vida es uno de los grandes objetivos. Gracias a las nuevas tecnologías actualmente es posible secuenciar e identificar todas las células en organismos completos.

Bo Wang, profesor asistente de bioingeniería en la Universidad de Stanford, señala que para su investigación el equipo utilizó 7 especies para comparar 21 emparejamientos diferentes. De esta forma se pudieron identificar los tipos de células presentes en todas las especies, junto con sus similitudes y diferencias. Su método, llamado SAMap, está específicamente diseñado para comparar tipos de células en diferentes especies a través de la identificación de genes. El objetivo del algoritmo es buscar, identificar y vincular tipos de células similares a través de distancias evolutivas.

Alexander Tarashansky, estudiante graduado de Standford y miembro del equipo de investigación de Wang, comenta que la idea de crear el algoritmo surgió de la posibilidad de la comparación y análisis del conjunto de datos de tipo celular de dos gusanos diferentes al mismo tiempo. "Pensamos que tendrían tipos de células similares, pero cuando intentamos analizarlos utilizando técnicas estándar, el método no los reconoce como similares", señala, Tarashansky.

Los investigadores comenzaron a trabajar en el algoritmo para hacer coincidir mejor los tipos de células entre las especies. "Desbloqueó mucha información nueva sobre cómo se ven las células madre dentro de un gusano plano parásito que infecta a cientos de millones de personas en todo el mundo", señala el graduado de Stanford sobre la comparación de dos gusanos y células madre que realizaron.

Además, los bioingenieros destacan que a medida de la evolución de los organismos, los genes se duplican, cambian, y se vuelven a duplicar nuevamente. Por lo tanto, un gen en la esponja marina podría estar relacionado con muchos genes en los seres humanos, puntualizan los expertos. El método de mapeo de los investigadores compara el gen de la esponja con todos los genes humanos potencialmente correspondientes y luego el algoritmo procede a averiguar cuál es el correcto.

Resultados del mapeo también sugieren que existe una fuerte conservación de las características de las neuronas y células musculares. Esto se debe desde tipos de animales muy simples, como esponjas, hasta mamíferos más complejos como ratones y humanos. Ante esto, Wang sugiere que estos tipos de células surgieron muy temprano en la evolución animal.

Asimismo, señalan que la principal innovación de este método radica en que toman en cuenta las características y los cambios en ellas en el transcurso de millones de años de evolución, para realizar comparaciones a largo plazo. Utilizando el enfoque del mapeo, el equipo también descubrió una serie de genes conservados y familias de tipos de células en todas las especies.

Con la herramienta de la comparación de células, los investigadores continuarán recopilando datos de especies para analizarlas y así rastrear la trayectoria de los tipos de células en diferentes organismos. Esto mejorará la capacidad para reconocer nuevos tipos de células, gracias al algoritmo.