Un nuevo modelo para el origen de la membrana eucariota: la clave estaba en los lípidos

Uno de los grandes enigmas de la biología es entender cómo surgió la primera célula eucariota, la que dio origen a todos los organismos complejos, a partir de la unión entre una arquea y una bacteria. En especial, sigue siendo un desafío explicar cómo dos membranas tan distintas pudieron fusionarse, un proceso que los modelos tradicionales no logran describir por completo.

El estudio, publicado en la revista The Journal of Physical Chemistry B bajo el título “Un mecanismo de fusión no convencional en el origen de las membranas eucariotas”, presenta una propuesta sorprendente formulada por los investigadores del IHEM Maria Mascotti, Luis Mayorga y Diego Masone: las primeras membranas eucariotas podrían haberse formado sin intervención de proteínas, únicamente gracias a las propiedades físicas de los lípidos.

El equipo de investigadores identificó un proceso inédito que llamaron fusión por bordes activos a partir de utilizar simulaciones de dinámica molecular y técnicas de muestreo mejorado. A diferencia del modelo clásico de fusión, que requiere la formación de un poro, este mecanismo ocurre cuando los bordes inestables de las membranas de arqueas y bacterias se encuentran y se mezclan espontáneamente, dando lugar a bicapas híbridas estables.

Los resultados muestran que este mecanismo reduce notablemente las barreras energéticas y genera una membrana estable después de la fusión. La ruta inducida por el borde también resuelve las inconsistencias presentes en los modelos tradicionales de protocélulas y en los mecanismos basados en proteínas, ofreciendo una explicación alternativa sobre cómo los primeros sistemas eucariotas pudieron mantener la continuidad de su membrana. En conjunto, estos hallazgos aportan una base biofísica sólida y convincente para comprender el origen de la membrana plasmática eucariota.

La publicación demuestra cómo la física y la biología se entrelazan para responder preguntas fundamentales sobre los orígenes de la vida, revelando que procesos aparentemente simples a nivel molecular pudieron tener un papel decisivo en la evolución temprana de los sistemas celulares.