L’origen de la multicel·lularitat, és a dir, el pas de ser una sola cèl·lula a tenir-ne trilions amb funcions diferenciades, és un dels episodis més misteriosos de la història de la vida. Només fa deu anys que un grup americà va començar a estudiar els coanoflagel·lats, un tipus de protozous unicel·lulars que és considerat el més proper als animals. El 2004 va tenir lloc el següent gran salt en aquest camp: el va fer Iñaki Ruiz-Trillo, ara cap del laboratori de Genoma Multicel·lular de l’Institut de Biologia Evolutiva (IBE: CSIC-UPF). “Quan feia de postdoc a Canadà vaig descobrir que hi havia dos llinatges més propers als animals i diferents dels coanoflagel·lats: els Filasterea i els Ichthyosporea. Aquests no creixen en bacteris, com fan els coanoflagel·lats, la qual cosa facilita el fet de treballar-hi i seqüenciar-los”.
Els coanoflagel·lats són un tipus de protozous unicel·lulars que és considerat el més proper als animals
Arran d’aquesta descoberta, l’investigador català va proposar, juntament amb col·legues al Canadà, els EUA i Anglaterra, seqüenciar organismes unicel·lulars propers a animals i fongs, dels quals es disposava de cultiu. La proposta es va materialitzar el 2007 en el projecte UNICORN, finançat pel NHGRI (National Human Genome Research Institute). Ja han seqüenciat dos d’aquests diminuts organismes: Capsaspora (un simbiont que viu dins un cargol) i Sphaeroforma, i n’han comparat el genoma amb el dels animals. Segons que explica Ruiz-Trillo, aquesta estratègia és un fet diferencial del seu grup: “La majoria de laboratoris que estudien l’origen dels animals es dediquen a comparar els animals bilaterals amb els radials per entendre com eren els primers animals. Nosaltres comparem els animals amb els unicel·lulars més propers, i així podem anar més enrere i extrapolar com era l’ancestre just abans de l’aparició de la multicel·lularitat”.
Gens multicel·lulars en organismes unicel·lulars
I què han trobat fins ara? Doncs que, sorprenentment, l’ancestre unicel·lular que va donar lloc a tots els animals tenia molts més gens característics de multicel·lularitat del que es pensava. El grup ha comparat gens involucrats en funcions essencials per als organismes multicel·lulars, com l’adhesió, la senyalització i la diferenciació cel·lular. “Un organisme d’una sola cèl·lula no tindria per què necessitar unir-se a altres cèl·lules iguals, ni comunicar-s’hi, ni decidir si es dedicarà a reproduir-se o a generar energia, perquè ho ha de fer tot. En canvi, hem vist que Capsaspora té molts d’aquests gens. Per què? No en tenim ni idea”, confessa el biòleg.
El laboratori dirigit per Iñaki Ruiz-Trillo ha descobert que l’ancestre unicel·lular que va donar lloc a tots els animals tenia molts més gens característics de multicel·lularitat del que es pensava.
Per respondre a aquest nou interrogant, aquest cap de grup a l’IBE compta amb una beca de l’ERC (Consell Europeu de Recerca), atorgada al projecte Multicell Genome. El grup analitzarà el genoma de Capsaspora i el de Creolimax fragantissima (un Ichthyosporea) i intentarà convertir-los en organismes models. La idea és ser capaç de cultivar-los al laboratori, de silenciar o sobreexpressar alguns dels seus gens i d’entendre’n la biologia. Així es podrà esbrinar què fan en aquests senzills organismes uns gens amb funcions tan complexes.
Ecologia microbiana
Un darrer projecte pretén esbrinar si hi ha grups d’organismes (clades) encara per descobrir. Per això fan servir bases de dades existents amb seqüències genètiques de tots els microorganismes presents en mostres de mar. L’objectiu és, un cop més, entendre com els animals van passar de tenir una sola cèl·lula a la gran complexitat i diversitat actual.
Un dels inconvenients de la multicel·lularitat és controlar la cooperació entre cèl·lules: quan algunes decideixen no seguir les normes del joc apareixen problemes com el càncer.
Entendre aquest procés no és tan sols un repte intel·lectual, sinó que és vital per comprendre com els humans hem arribat on som, com funcionem i com deixem de fer-ho. Al cap i a la fi, un dels inconvenients de la multicel·lularitat és controlar la cooperació entre cèl·lules: quan algunes decideixen no seguir les normes del joc apareixen problemes com el càncer.
