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Émile Zuckerkandl, autor de la teoría del reloj molecular y pionero del estudio de la evolución molecular

finales del año pasado falleció Émile Zuckerkandl, una de las figuras fundamentales en los inicios de la investigación de la evolución a nivel molecular.

  • Alfonso Valencia

  • Centro Nacional de Investigaciones Oncológicas (CNIO) Madrid

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finales del año pasado falleció Émile Zuckerkandl, una de las figuras fundamentales en los inicios de la investigación de la evolución a nivel molecular. Cuando hace 10 años revisamos cuáles eran en nuestra opinión las ideas más influyentes en el origen de la bioinformática, el concepto de reloj molecular, que Émile Zuckerkandl propuso en 1962, fue la que consideramos a la cabeza de esa clasificación. Desde entonces la relectura de algunas de las publicaciones de Émile durante su década prodigiosa1962-1972 suponen un reencuentro con un lenguaje sorprendentemente próximo en el que Émile desgrana uno por uno los grandes temas que aún nos ocupan.

En esas publicaciones, planteó conceptos como el alineamiento y comparación de secuencias, la definición de regiones conservadas en una familia de secuencias, la importancia de las tasas de sustitución, la incidencia de los reemplazamientos múltiples, la importancia de las diferencias entre las secuencias de isoformas para su función específica, o el concepto de covariación.

Émile también fue el primer defensor del uso de moléculas biológicas en el estudio del origen de la vida, construyendo las bases de la filogenia molecular. En estos tiempos inciertos, es satisfactorio ver cómo un concepto científico básico tiene capacidad para transformar el discurso científico, como en este caso el papel de la selección en la evolución en la controversia entre neutralismo y seleccionismo, y también estar detrás de aplicaciones prácticas, como por ejemplo, el análisis de la competición entre líneas celulares en la progresión de tumores.

La figura de Émile es atractiva tanto como protagonista de la creación de un campo científico y fundador de la primera revista (Journal of Molecular Evolution), como por una cierta aureola de postergación. Es bien posible que su contribución intelectual haya sido ensombrecida tanto por su proximidad a Linus Pauling, como por su dedicación a tareas administrativas primero en Montpellier en los años sesenta y posteriormente en el Linus Pauling Institute.

En cualquier caso parece ahora claramente establecido que Émile desarrolló la idea del reloj molecular de modo completamente independiente, en una época en la que Pauling estaba dedicado a la lucha contra la proliferación de las armas nucleares, que le valió su segundo premio Nobel. Parece históricamente posible que en vez de Pauling, Walter A. Schroeder hubiera sido el coautor de los primeros trabajos sobre el reloj molecular, de no habérselo impedido sus creencias religiosas. De hecho, es en su laboratorio de Caltech donde en los años sesenta Émile comenzó a interesarse por la comparación de secuencias de distintos organismos utilizando inicialmente fragmentos proteolíticos de hemoglobina separados por cromatografía y posteriormente las primeras secuencias de hemoglobina y citocromo C. Basándose en estas observaciones, durante una de sus frecuentes estancias en el Marine Laboratory en Woods Hole, Émile descubrió el paralelismo entre la divergencia en secuencias y la propia divergencia de las especies. Una idea-fuerza a partir de la cual propuso la existencia del patrón de cambio persistente, al que más tarde denominó reloj molecular. El concepto inicial fue ajustado posteriormente para tener en cuenta las diferencias en la velocidad de cambio de distintas proteínas y entre regiones de una misma proteína. Aunque Émile consideró el reloj molecular como la interpretación lógica de la divergencia entre especies a escala molecular, lo cierto es que sus publicaciones supusieron una discontinuidad argumental en el curso de la biología, hasta el punto que el propio Pauling calificó de «oportunidad para decir algo escandaloso» su primera publicación sobre este tema (Molecular disease, evolution and genetic heterogeneity, publicado en una conferencia en honor al fisiólogo Albert Szent-Györgyi).

Continuar su trabajo, estudiando cómo opera la evolución a escala molecular y defendiendo públicamente la enseñanza de la teoría de la evolución, como él mismo hizo, es la mejor forma de honrar la memoria de Émile Zuckerkandl. 

 

Lecturas adicionales sobre la vida y obra de Émile Zuckerkandl

http://paulingblog.wordpress.com/tag/emile-zuckerkandl/

Zuckerkandl E.: Fifty-year old and still ticking.... an interview with Emile Zuckerkandl on the 50th anniversary of the molecular clock. Inteview by Giacomo Bernardi. J Mol Evol 2012; 74: 233-6.

Tres publicaciones clave de Émile Zuckerkandl

Zuckerkandl E., Pauling L.B.: Molecular disease, evolution, and genetic heterogeneity. En: Kasha M., Pullman B. (eds.): Horizons in Biochemistry. Nueva York: Academic Press, 1962: 189-225.

Zuckerkandl E., Pauling L.: (1965) Evolutionary divergente and convergence in proteins. En: Bryson V., Vogel H.J. (eds.): Evolving Genes and Proteins. Nueva York: Academic Press, 1965: 97-166.

Zuckerkandl E., Pauling L.: Molecules as documents of evolutionary history. J Theor Biol 1965; 8: 357-66.


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