la versión original de esta historia apareció en Revista Quanta.
Para una molécula de ARN, el mundo es un lugar peligroso. A diferencia del ADN, que puede persistir durante millones de años en su forma bicatenaria notablemente estable, el ARN no está diseñado para durar, ni siquiera dentro de la célula que lo produjo. A menos que esté unido de forma protectora a una molécula más grande, el ARN puede degradarse en minutos o menos. ¿Y fuera de una celda? Olvídalo. En todas partes hay enzimas voraces que destruyen el ARN, secretadas por todas las formas de vida como defensa contra los virus que explican su identidad genética en el código de ARN.
Hay una forma en que el ARN puede sobrevivir ileso fuera de una célula: en una pequeña burbuja protectora. Durante décadas, los investigadores han observado que las células liberan estas burbujas de membrana celular, llamadas vesículas extracelulares (EV), llenas de ARN degradado, proteínas y otras moléculas. Pero estos sacos se consideraban poco más que bolsas de basura que sacaban la basura molecular descompuesta de una célula durante la limpieza de rutina.
Luego, a principios de la década de 2000, experimentos dirigidos por Hadi Valadibiólogo molecular de la Universidad de Gotemburgo, reveló que el ARN dentro de algunos vehículos eléctricos no parecía basura. El cóctel de secuencias de ARN era considerablemente diferente de los que se encuentran dentro de la célula, y estas secuencias eran intacto y funcional. Cuando el equipo de Valadi expuso células humanas a vehículos eléctricos de células de ratón, se sorprendieron al observar que las células humanas captaban los mensajes de ARN y los “leían” para crear proteínas funcionales que de otro modo no habrían podido producir.
Valadi concluyó que las células empaquetaban hebras de ARN en las vesículas específicamente para comunicarse entre sí. “Si he estado afuera y veo que está lloviendo”, dijo, “te puedo decir: si sales, lleva un paraguas contigo”. De manera similar, sugirió, una célula podría advertir a sus vecinas sobre la exposición a un patógeno o una sustancia química nociva antes de que ellas mismas se encontraran con el peligro.
Desde entonces, ha surgido una gran cantidad de evidencia que respalda esta teoría, gracias a las mejoras en la tecnología de secuenciación que permiten a los científicos detectar y decodificar segmentos de ARN cada vez más pequeños. Desde que Valadi publicó sus experimentos, otros investigadores también han visto vehículos eléctricos llenos de combinaciones complejas de ARN. Estas secuencias de ARN pueden contener información detallada sobre la célula que las creó y desencadenar efectos específicos en las células receptoras. Los hallazgos han llevado a algunos investigadores a sugerir que el ARN puede ser una lengua franca molecular que trasciende los límites taxonómicos tradicionales y, por tanto, puede codificar mensajes que siguen siendo inteligibles en todo el árbol de la vida.
En 2024, nuevos estudios han expuesto capas adicionales de esta historia, mostrando, por ejemplo, que junto con las bacterias y las células eucariotas, archaea también intercambia ARN unido a vesículas, lo que confirma que el fenómeno es universal en los tres dominios de la vida. Otro estudio ha ampliado nuestra comprensión de la comunicación celular entre reinos al mostrar que las plantas y los hongos infectantes pueden utilizar paquetes de ARN que causa estragos como una forma de guerra de información coevolutiva: una célula enemiga lee el ARN y construye proteínas autodestructivas con su propia maquinaria molecular.
“Me ha asombrado lo que puede hacer el ARN”, dijo Amy Buckun biólogo de ARN de la Universidad de Edimburgo que no participó en la nueva investigación. Para ella, entender el ARN como medio de comunicación “va más allá de apreciar la sofisticación y la naturaleza dinámica del ARN dentro de la célula”. Transmitir información más allá de la célula puede ser una de sus funciones innatas.
Entrega urgente
el microbiólogo Susanne Erdmann estudia las infecciones virales en Haloferax volcaniiun organismo unicelular que prospera en ambientes increíblemente salados como el Mar Muerto o el Gran Lago Salado. Se sabe que las bacterias unicelulares intercambian vehículos eléctricos ampliamente, pero H. volcanii no es una bacteria, es una arcaicoun miembro de la tercera rama evolutiva de la vida, que presenta células construidas de manera diferente a las bacterias o eucariotas como nosotros.
Debido a que los vehículos eléctricos tienen el mismo tamaño y densidad que las partículas de virus que estudia el equipo de Erdmann en el Instituto Max Planck de Microbiología Marina en Alemania, “siempre aparecen cuando se aíslan y purifican virus”, dijo. Finalmente, su grupo sintió curiosidad y decidió echar un vistazo a lo que había dentro.