Un equipo de investigadores liderado por la Universidad de Wisconsin-Madison ha logrado recrear una enzima primordial fijadora de nitrógeno, lo que arroja luz sobre cómo prosperó la vida antes de que el oxígeno remodelara el planeta y establece un marcador químico fiable para detectar vida más allá de la Tierra.
Resurrection and characterization of ancestral nitrogenases. Image credit: Rucker et al., doi: 10.1038/s41467-025-67423-y.
Investigadores de la Universidad de Wisconsin-Madison, bajo la dirección de la profesora Betül Kaçar, se centraron en una enzima llamada nitrogenasa, crucial en el proceso que convierte el nitrógeno atmosférico en una forma utilizable por los organismos vivos.
“Elegimos una enzima que realmente marcó el tono de la vida en este planeta y luego investigamos su historia”, afirmó la profesora Kaçar.
“Sin nitrogenasa, no existiría la vida tal como la conocemos.”
Históricamente, los científicos se han basado en la evidencia encontrada en los registros geológicos para comprender la vida pasada en la Tierra. Sin embargo, estas muestras fósiles y rocosas significativas son raras y a menudo requieren una buena dosis de suerte para ser encontradas.
La profesora Kaçar y sus colegas ven la biología sintética como una forma de complementar este importante trabajo, llenando los vacíos mediante la creación de reconstrucciones tangibles de enzimas antiguas, introduciéndolas en microorganismos y estudiándolas en un laboratorio moderno.
“Hace tres mil millones de años, la Tierra era muy diferente a la que vemos hoy”, explicó Holly Rucker, candidata a doctorado en la Universidad de Wisconsin-Madison.
“Antes del Gran Evento de Oxidación, la atmósfera contenía más dióxido de carbono y metano, y la vida consistía principalmente en microorganismos anaeróbicos.”
“Poder comprender cómo estos microorganismos accedían a un nutriente tan vital como el nitrógeno ofrece una imagen más clara de cómo la vida persistió y evolucionó en el período anterior a que los organismos dependientes del oxígeno comenzaran a remodelar el planeta.”
“Si bien no existen enzimas fosilizadas que podamos estudiar, estas enzimas pueden dejar firmas reconocibles en forma de isótopos, que podemos medir en muestras de roca.”
“Pero gran parte de ese trabajo se basaba en la suposición de que las enzimas antiguas producen las mismas firmas isotópicas que las versiones modernas.”
“Resulta que sí, al menos para la nitrogenasa. Las firmas que observamos en el pasado antiguo son las mismas que vemos hoy, lo que también nos dice más sobre la enzima en sí.”
Los autores descubrieron que, aunque las enzimas nitrogenasa antiguas tienen diferentes secuencias de ADN que las versiones modernas, el mecanismo que controla la firma isotópica conservada en los registros de las rocas se ha mantenido igual.
“Como astrobiólogos, dependemos de comprender nuestro planeta para comprender la vida en el Universo”, señaló la profesora Kaçar.
“La búsqueda de vida comienza aquí, en nuestro hogar, y nuestro hogar tiene 4 mil millones de años.”
“Por lo tanto, necesitamos comprender nuestro propio pasado. Necesitamos comprender la vida que nos precedió, si queremos comprender la vida que nos espera y la vida en otros lugares.”
Los resultados se publicaron hoy en línea en la revista Nature Communications.
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H.R. Rucker et al. 2026. Resurrected nitrogenases recapitulate canonical N-isotope biosignatures over two billion years. Nat Commun 17, 616; doi: 10.1038/s41467-025-67423-y
