Iñaki Ruiz-Trillo dirigeix el MulticellGenome Lab a l’IBE i ha estat guardonat per l’ajuda a la investigació científica del Consell Europeu de Recerca (ERC). L’ERC Advanced Grant té una dotació de 2,5 milions d’euros i finançarà el projecte “MISSINGRELATIVES” durant 5 anys. En aquest temps, l’investigador i el seu equip treballaran per esbrinar com es va produir el salt evolutiu dels organismes unicel·lulars als animals, un projecte innovador en el camp de la biologia evolutiva.

L’ERC Advanced Grant es troba entre els programes de finançament més prestigiosos i competitius de la Unió Europea i està dirigit a investigadors i investigadores de llarg recorregut científic amb una proposta ambiciosa. Dels 1.650 aspirants que s’han presentat aquest any, però, només el 13,2% ha aconseguit aquest guardó a l’excel·lència científica, que no només té en compte el grau d’innovació de la proposta, sinó també el recorregut professional de l’aspirant.

Iñaki Ruiz-Trillo, Investigador Principal a l'IBE

 “Hem treballat durant quinze anys per esbrinar quins són els nostres parents més propers entre els organismes unicel·lulars i quines característiques genètiques i moleculars comparteixen amb els animals.  Hem trobat quatre llinatges propers, els quals anomenaríem els nostres cosins o “relatives”, i hem descobert que tenen característiques al genoma que es creien exclusives dels animals, com ara les integrines, responsables de l’adhesió cel·lular i la capacitat de formar agregats o formes multicel·lulars temporals.” Explica Ruiz-Trillo sobre la seva investigació, que va començar a l’etapa postdoctoral.

“Amb aquest nou projecte, però, volem utilitzar eines genètiques innovadores, o que han millorat en aquests anys, per a descobrir i aïllar llinatges nous que es troben en una posició filogenètica clau per entendre la transició cap als animals.” Afegeix Ruiz-Trillo.

D’on va sorgir el primer animal?

Fa milions d’anys, els organismes unicel·lulars com els bacteris, algunes algues i fongs habitaven un planeta sense animals ni plantes terrestres, és a dir, sense organismes pluricel·lulars o multicel·lulars. En un moment donat, aquests organismes van ajuntar-se per a crear colònies i generar sinergies entre ells i aquesta col·laboració va esdevenir obligada. Les cèl·lules es van diferenciar per a dur a terme tasques especialitzades dins un mateix organisme i alguns van esdevenir animals, també anomenats Metazous.

 “Tot i que els organismes unicel·lulars propers a animals poden fer moltes coses i semblen estar “preparats” per fer-se multicel·lulars, la veritat, és que són molt diferents respecte als animals. No sabem com es va originar el desenvolupament embrionari o la diferenciació cel·lular, ni quan. Això pot ser perquè o bé perquè els llinatges intermedis es van extingir en algun moment, o bé encara no els hem trobat.” Afegeix Iñaki Ruiz-Trillo, que en aquesta proposta ambiciosa ha emprès la cerca d’aquests llinatges intermedis, eslavons perduts de la transició a la multicel·lularitat.

5 anys per a cercar l’eslavó perdut amb l’última tecnologia en genètica

Hi ha molts organismes unicel·lulars desconeguts per a la comunitat científica i entre ells podrien haver-hi llinatges claus per entendre l’origen dels animals. Això és deu a què aquests microorganismes es troben molt dispersos en l’ambient i alguns no poden cultivar-se en el laboratori. Tanmateix, fins ara cap estudi no ha realitzat una cerca exhaustiva d’organismes unicel·lulars propers a animals.

Tot i això, l’Iñaki Ruiz-Trillo i el seu equip han descobert 8 llinatges nous recollits en mostres d’aigua marina o dolça gràcies al Metabarcoding. Fa uns anys, aquesta tècnica de detecció genètica era capaç de classificar taxonòmicament diferents espècies d’organismes presents en una mateixa mostra i identificar-ne de noves, però no permetia una classificació exacta ni la identificació dels organismes vius.

“Gràcies a l’avenç de la tecnologia de Metabarcoding i al desenvolupament de la seqüenciació “long-read”, ara podrem comprendre la posició filogenètica d’aquests organismes molt millor i eventualment tractar d’aïllar-los.” Assenyala Ruiz-Trillo.

Gràcies a la informació genètica generada amb Metabarcoding, el projecte posarà a punt noves eines d’Hibridació Fluorescent In Situ (FISH) per a detectar, per primer cop, eucariotes en viu. Aquesta tècnica molecular permet la detecció de seqüències d’ADN específiques i s’ha aconseguit conservar els organismes vius en procariotes durant el procediment. La detecció d’organismes eucariotes in vivo és un dels objectius d’aquest projecte i suposaria una innovació de gran impacte en l’estudi d’aquests microorganismes.

D’aquesta manera, es podrien cultivar aquells que resultin d’interès per estudiar-ne les característiques mitjançant tècniques genètiques per silenciar o sobre-expressar gens i esbrinar-ne les funcions.

“Conèixer aquesta diversitat de funcions, descobrir nous gens o observar comportaments pluricel·lulars estables, entre d’altres, ens serviria per a comprendre com l’ancestre unicel·lular va poder evolucionar per a formar el primer animal.” Afegeix Iñaki Ruiz-Trillo.

Sobre Iñaki Ruiz Trillo

Iñaki Ruiz-Trillo és professor de recerca ICREA i Investigador Principal de MulticellGenome Lab a l'Institut de Biologia Evolutiva (CSIC-UPF). Va obtenir un doctorat en Biologia per la Universitat de Barcelona i va completar una beca postdoctoral a la Universitat de Dalhousie (Canadà). També ha dut a terme projectes de recerca a curt termini al Joint Genome Institute, a la Universitat d'Arkansas i al Kavli Institute for Theoretical Physics. Addicionalment, és membre de l'EMBO i ha format part del consell editorial de diverses revistes.