Apuntes científicos desde el MIT

Revisando la sección de ciencia del New York Times encontré la noticia de la muerte de Paul Zamecnik , codescubridor del ARN de transferencia.

Me pregunto porqué no llegué a hablaros de mi visita el pasado febrero a su laboratorio del Massachusetts General Hospital , donde “el científico vivo que más merecía el Nobel de los que no lo tenían” (como su nieta me dijo que le citaban), continuaba investigando a sus 96 años.

Conocí a la nieta de Zamecnik a finales de enero en el bar Marvin’s y de casualidad. Como de costumbre. Tras las primeras presentaciones y contarle los motivos de mi inmediato viaje a Boston me dijo: “deberías entrevistar a mi abuelo”. “¿Quién es tu abuelo?”. “Un científico muy importante, que descubrió algo del ADN, y dicen que es la persona que no tiene el Nobel y más lo merece”. Sonaba bien, pero Natasha terminó de convencerme cuando tras preguntarle la edad de su abuelo me respondió: “96 años, y todavía acude casi a diario a su laboratorio! La investigación y la biología son su vida”. A las dos semanas estaba sentado frente a Paul Zamecnik en su despacho del MGH.

Su nieta no exageraba. Acabo de escuchar la grabación de nuestra charla y he rememorado el momento en que alguien abrió la puerta y le entregó una caja de unos 20x30 cm. Paul Zamecnik leyó la etiqueta, y exclamó “ya han llegado!”. Se giró hacia mi sonriente e ilusionado y me dijo: “estas células son muy especiales, son células humanas de un paciente con fibrosis quística y cáncer de páncreas. ¿Sabes? De los 3 mil millones de pares de bases que tiene el genoma humano, a estas células les falta un fragmento de TTT en un gen específico. Esta mutación es la que causa el 75% de los casos de fibrosis quística. Nosotros estamos viendo si podemos repararla utilizando un ARN mensajero que inserte UUU en la cadena complementaria, y luego las sustituya por CCC con unas enzimas especiales. ¡Es un trabajo precioso!”

Me dejó impresionado. Con el tono más respetuoso que pude expresar, le pregunté qué le motivaba a seguir investigando con tal pasión a su avanzada edad. Me miró como si hubiera preguntado algo muy extraño, como si la respuesta fuera del todo obvia, y contestó entrecortado: “bueno… es muy estimulante… nosotros creemos que puede haber una relación entre la fibrosis quística y el cáncer de páncreas, y que quizás haya un virus implicado... nadie más está haciendo esto... Es como un misterio, y solucionarlo podría ayudar a mucha gente… Además, este campo de la biología molecular avanza a un ritmo tan frenético que siempre te mantiene expectante. Todavía recuerdo, hace ya muchos años, cuando conseguimos insertar un pedacito de gen humano en una bacteria, y más tarde en el núcleo de una célula animal. En esos momentos se acercaba la fecha de mi teórica jubilación, pero… ¿¿cómo vas a parar entonces?? Las posibilidades que se abrían eran excitantes!”

Recordé de golpe estar frente a uno de los biólogos moleculares más reconocidos del siglo XX, que había ya cumplido los 40 cuando Watson y Crick descubrieron la estructura del ADN. Cuando le pregunté cómo vivió él esta revolución se levantó, cogió un libro, y me hizo leer un párrafo.

El libro era el clásico “The Eighth Day of Creation”, que narra la historia de cómo en los años 60 - 70 se desarrolló el campo de la biología molecular y la revolucionaria posibilidad de manipular el ADN de los seres vivos. La cita que Paul Zamecnik me señaló orgullosos era un fragmento en que él mismo relataba su encuentro con James Watson en verano de 1954: “(…) Miré la joven cara del Dr. Watson por encima de su jersey blanco irlandés, después a su modelo de ADN de doble cadena, y le pregunté cómo las instrucciones del ADN se transformaban en una secuencia de proteínas. ¿Se copiaban directamente como si fuera una plantilla? ¿o servía para generar un ARN? Lo segundo parecía probable, pero no teníamos ninguna respuesta. ¿Cómo se desenrollaba esta complicada doble hélice? Watson sonrió mostrando inseguridad. Existía un abismo entre el ADN y la síntesis de proteínas”.

Era el gran misterio de esa época, y la obsesión científica de Paul Zamecnik. Pocos años después, él y sus colegas contribuirían a cerrar tal abismo con un descubrimiento clave en la historia de la biología: la caracterización de una molécula llamada ARN de transferencia (ARNt) cuya misión es transportar los aminoácidos a los ribosomas, los orgánulos celulares donde se fabrican las proteínas.

Éste fue el primer gran éxito científico de Zamecnik. El segundo se produjo a finales de los 70, y como muchos conceptos novedosos fue inicialmente acogido con escepticismo. Paul Zamecnik propuso usar fragmentos de ARN para inactivar genes específicos, en lo que llamó terapia antisentido. Conociendo la secuencia del gen defectuoso, podemos sintetizar una secuencia genética que “se enganche” al ARN mensajero de ese gen y lo bloquee.

En la actualidad ya existen algunos fármacos utilizando el concepto de terapia antisentido desarrollado por Zamecnik, y varios más están siendo testados en estudios clínicos.

Pocas cosas avanzan tan rápido a lo largo de una vida como el conocimiento científico. ¿cómo vamos a parar? Es excitante.

Jueves 27 de Agosto, 23h 30 min. Restaurante Marvin’s (14th – Ust.; Washington DC). Carlos (Economista, Banco Mundial): “La semana pasada compré un libro usado sobre las fronteras de la ciencia editado por el National Geographic en el 1982. Interesantísimo!”

Pere: “¿Qué es lo que más te sorprendió?”

Carlos: “No se, me pareció como si no hubiéramos avanzado tanto…”

Pere: “¿Ah si? Curioso… ¿me lo podrías prestar?”

Carlos: “Claro! Cuando quieras”

Le llamé el sábado, me pasó el libro, y encima permití que volviera a pagar él la cerveza…

Buen ejercicio leer el librito. Creo haber pasado por tres fases diferentes:

En una primera ojeada todo indica que Carlos tenía razón. Cuando lees que la fusión nuclear puede ser la energía del futuro, o que estamos investigando en entender el Big Bang, en curar definitivamente el cáncer y el Alzheimer, en averiguar cómo emerge la conciencia humana, o saber cuál fue el origen de la vida, encontrar una teoría unificada para la física, o discernir cuánto de genético y de ambiental hay en nuestro comportamiento, te das cuenta que lo que en 1982 eran grandes fronteras de la ciencia, continúan siéndolo.

Luego piensas: “un momento…” y empiezas a darte cuenta que en el libro ni se mencionan palabras como energía oscura, calentamiento global, células madre, HIV, fMRI, epigenética, nanotecnología, o Internet.

La tercera fase es la más suculenta, ya que empiezas a leer detenidamente el texto y vas encontrando sorpresas a la hora de comparar lo que se conocía entonces, y lo que sabemos ahora. He aquí algunas de ellas.

Ya avanzo que éste no es un recuento exhaustivo, y queda abierto a que aprovechemos la flexibilidad del blog para ampliarlo en los comentarios o siguientes posts.

El destino del Universo

Confieso que me chocó ver una foto de Stephen Hawkins explicando los enigmas de los agujeros negros. Que no me crucifiquen los cosmólogos, pero todavía les llaman singularidad porque siguen sin entender qué ocurre en su interior.

Sin embargo, en ese momento se desconocía por completo que una misteriosa energía oscura hacía que el Universo se expandiera de manera acelerada. La duda era si la densidad de materia del Universo sería suficiente como para que la gravedad frenara su expansión y empezara a contraerse hacia un “big crunch ”.

No hemos terminado de cerrar una frontera, pero hemos abierto otra.

No sé cuantas veces habrá aparecido en los medios la noticia del descubrimiento de agua en Marte, pero en 1982 ya se sabía que ”en los polos de Marte hay hielo, y al mirar su superficie vemos rastros de erosión debido a agua líquida. Esta evidencia sugiere que Marte podría haber albergado vida en el pasado”. Estas frases me suena haberlas oído hace poco…

En contrapartida pensé “ok, pero por ejemplo, la Cassini-Huygens descubrió hace muy poco que en el satélite Titán había metano líquido, nubes de metano, lluvias… “ justo a las pocas líneas leí que resultaría muy interesante investigar el origen del metano de la atmósfera de Titán….

A principios de los 80 ya estaba publicado el modelo estándar y se conocían los diferentes tipos de quarks, leptones, centenares de partículas subatómicas, y las 4 fuerzas fundamentales que regían sus interacciones. Pero la gravedad todavía no encajaba en ese modelo estándar; la teoría era incompleta porque no conseguía ligar del todo la relatividad general con la mecánica cuántica. Muchas supercuerdas, pero continuamos encallados en el mismo punto.

En ese momento ya habían aceleradores de partículas, y el autor del texto defendía que 110 millones de dólares no era un precio caro para construir uno de nuevo que les permitiera entender “la estructura última de la materia”. Creo que el presupuesto del Large Hadron Collider (LHC) ronda los 9.000 millones. A ver si una vez reparada la chapuza nos regala por fin esa “teoría unificada”.

¿Cambio climático? ¿energías renovables?

Por el extenso espacio al que se le dedica en el apartado de Ciencias de la Tierra, hace 30 años lo más en boga era la tectónica de placas . Finalizada en los años 60, fue uno de los grandes avances del siglo XX y permitió durante las décadas siguientes clarificar el origen de volcanes, montañas, terremotos y todo lo referente a la estructura de la corteza de nuestro planeta.

A pesar de ser una publicación del National Geographic, no se dedica espacio a la biodiversidad ni a mostrar preocupación por el futuro medioambiental de la Tierra. Hay sólo una leve mención a ciertos cambios en el clima, causados seguramente por diferentes fenómenos naturales, y escondiendo dudas sobre si la actividad humana podría tener también alguna relación con ellos.

“Combustible fósil” no era una expresión maldita, y respecto al futuro energético la gran esperanza era imitar a las estrellas y reproducir la fusión nuclear en el laboratorio.

Las perspectivas de lograrlo parecen ahora igual de lejanas que entonces.

La nueva Biología

Es probablemente el campo que más ha avanzado en los últimos 27 años.

La única “sorpresa” que me llevé al leer el texto es que por ese entonces ya se había logrado clonar ratones por transferencia nuclear, y 15 años antes del nacimiento de Dolly, ya se especulaba en la posibilidad real de clonar humanos. Secuenciar el genoma, y ser capaces de escudriñar sus variaciones como ahora, parecía sin embargo una tarea prácticamente imposible.

También me llamó la atención la frase “se conocen 5.000 especies de bacterias”. Asumiendo que la microbiología habría logrado caracterizar muchísimas más, al buscar cuántas no esperaba encontrar que esta cifra ni siquiera se ha duplicado y se estima que faltan todavía centenares de miles de especies por descubrir.

Medicina

Claro que los avances recientes han sido espectaculares, pero la gran revolución en medicina había ocurrido unas décadas antes, con el control de las enfermedades infecciosas. En el texto un científico se congratula que en los 80 años anteriores al 1982 la esperanza de vida en EEUU había pasado de los 47 a los 74 años, y el primer tema fronterizo de su reportaje es jugar con la maquinaria celular para lograr el antienvejecimiento. En el 2009 es de 78 .

Cáncer, Alzheimer y enfermedades cardiovasculares eran el reto a abordar los siguientes años. El SIDA todavía no había aparecido en escena, y ni la obesidad ni la diabetes eran un problema alarmante de salud pública.

Mente y Cerebro

Invitando a los autores de la sección “Apuntes neurocientíficos desde el MIT ” a contarnos los avances más relevantes de los últimos 27 años en la neurociencia, en 1982 parecían entusiasmados con el PET (Positron Emission Tomography), una técnica que permitía rastrear las zonas activas del cerebro cuando realizaba determinadas acciones. Ahora existe una más específica fMRI (imágenes de resonancia magnética funcional), pero la esperanza de poder monitorear circuitos neuronales in vivo todavía debe esperar.

Sin duda se han conseguido grandes logros en el conocimiento de los cerebros enfermos, pero entender el funcionamiento completo de los normales continúa siendo una de las grandes fronteras de la ciencia.

Este es uno de los posts más abiertos del blog. Faltan infinidad de avances o no-avances por comentar. Creo que he sido injusto y me he centrado demasiado en los segundos. Aprovechemos lo dinámico del formato para ir ampliando perspectivas sobre cómo ha cambiado la ciencia en los últimos 27 años.

La vertiente más pop-science de la psicología evolutiva dice que los aspectos más básicos de nuestra personalidad están inscritos en los genes y son consecuencia del entorno natural y social en el que sobrevivieron nuestros ancestros en los últimos centenares de miles de años.
Aunque los más deterministas suelan llevar este razonamiento a extremos casi cómicos, es indiscutible que a grandes rasgos, así es.
¿ocurrirá lo mismo con perros y gatos domésticos?
¿Estarán justificados evolutivamente los tópicos de que los primeros son leales y los segundos unos acaparadores que van absolutamente a su aire?
Según un estudio publicado en la revista Proceedings of the National Academy of Sciences (PNAS), la selección natural explica esto y mucho más.
Pero ojo! En el caso de los animales domesticados, debemos añadir otro factor a la ecuación: la selección artificial. Los humanos hemos dirigido a nuestra conveniencia qué vacas, cerdos, aves, caballos o perros sobreviven y dejan descendencia. ¿también los gatos? No al mismo nivel.

Empecemos por la domesticación del mejor amigo del hombre, que según el artículo de PNAS empezó antes incluso del desarrollo de la agricultura y el sedentarismo. Buscando restos de comida y cierta protección, los primeros lobos poco temerosos empezaron a acercarse a los asentamientos de cazadores recolectores ofreciéndose a cambio como centinelas nocturnos que avisaban frente a visitas indeseadas. Posteriormente nuestros antepasados los empezaron a utilizar como ayuda en sus labores de caza, y poco a poco los fueron domesticando. Primero seleccionando como acompañantes sólo a los que más se adaptaban a sus necesidades, y bastante más tarde decidiendo incluso con quien se iban a aparear.

(un inciso aquí recordando la conversación en Yellowstone con Douglas Smith , el considerado mayor experto del mundo en lobos. Dos cosas quedaron claras de esa charla: la lealtad e incluso sumisión que tienen los lobos hacia el líder de la manada, y la extrema cohesión de sus grupos sociales. Están dispuestos a compartir y arriesgar sus vidas por defender a cualquier miembro de su grupo, y al mismo tiempo atacar ferozmente a invasores aunque sean de su misma especie. Quizás tal lealtad quedó presente en los primeros lobos-perros que empezaron a identificarse como parte de un grupo que contenía humanos)

La domesticación de los gatos salvajes siguió caminos diferentes. Los análisis genéticos publicados en el artículo de PNAS demuestran que los gatos domésticos actuales son mucho menos diversos entre ellos de lo que lo son las distintas razas de perros, y que están mucho más cerca evolutivamente de los gatos salvajes de lo que están perros y lobos.
Los autores del artículo argumentan con ello y otras referencias arqueológicas que nuestra relación con los gatos empezó bastante más tarde, una vez los humanos ya vivían en asentamientos estables, y de una manera muy diferente a los perros.
Según los autores, las características iniciales de los gatos salvajes (solitarios y defensores individuales de su territorio exclusivo) los hacían poco aptos para la domesticación. Sin embargo en los primeros poblados con graneros, “corrales” y desechos abundaban las ratas, ratones, pájaros… comida fácil para los felinos y favor indirecto a los humanos. Durante mucho tiempo, la relación hombre-gato fue simplemente una tolerancia mutua, sin que interviniera en ningún aspecto la selección artificial. Convivencia sin pretensiones por ambas partes. Posteriormente en algunas culturas como la Egipcia se empezó a venerar a los gatos, pero según los datos genéticos del estudio no fue hasta una fecha muy, muy reciente que empezamos a lograr dirigir mínimamente con quien se reproducían.

Los autores del estudio dudan de la utilidad que tuvieron los gatos durante su proceso de domesticación, en el que la única característica importante que desarrollaron fue tolerancia a la gente. En la conclusión de su artículo dicen que el gato doméstico es el producto de 11 millones de años de evolución libre de hombres, 12.000 de selección natural compartiendo por interés nuestro hábitat, y sólo unos 200 en los que hemos empezado cierta selección artificial. Así opinan que la domesticación de los gatos no está completa todavía, y que no han superado su instinto de sentirse más unidos a los lugares que a las personas y ser unos acaparadores de nuestras casas.
Defensores de los gatos, podéis replicar.

Lo peor contra el sueño cuando regresas a tu casa un viernes de madrugada no es cierta llamada inoportuna, sino encontrarte en tu buzón el número de Mayo de la revista del National Geographic y sucumbir a la tentación de empezar a ojearla.

A la mañana siguiente te habías planteado la dura tarea de buscar información no parcial sobre transgénicos y escribir un post sobre este importante pero ya casi cansino debate. Sin embargo, no puedes quitar ojo de la revista que la noche anterior dejaste tirada en el suelo abierta por las páginas de un maravilloso reportaje sobre el mamut congelado mejor preservado descubierto hasta la fecha.

El descubrimiento de Lyuba
Una mañana de Mayo del 2007 el cuidador de renos Yuri Khudi iba caminando con tres de sus hijos por las congeladas cercanías del río Yuribey en la península de Yamal en el Noroeste de Siberia, cuando vio frente a él algo que le dejó sobrecogido. A lo largo de su vida había encontrado gran cantidad de colmillos y otros restos de mamuts, pero nunca un ejemplar entero y aparentemente intacto.
Inquieto por las leyendas sobre los malos augurios que acompañan a los mamuts, pero consciente de la posible gran notoriedad del hallazgo, avisó a las autoridades locales. Días después Yuri tomaba un helicóptero con varios museólogos en búsqueda del cuerpo del animal extinto.
Cuando llegaron a la zona del descubrimiento, el mamut había desaparecido.
Tras las dudas iniciales, sabiendo lo preciados que son los restos de este animal, una opción nada disparatada es que alguien se hubiera percatado de la noticia y lo hubiera recogido antes que ellos.

Efectivamente, durante la visita al poblado de Novyy Port encontraron el ejemplar mejor conservado de mamut hallado hasta el momento recostado sobre la pared de una tienda, a la que fue ofrecido a cambio de 2 motos de nieve y un año de comida por el propio primo de Yuri. Con sólo unas pocas marcas de mordeduras de perros, los expertos consiguieron recuperar la cría de Mamut y llevársela al Museo cercano de Shemanovsky, desde donde empezaron a ofrecerla a la comunidad científica para su estudio.

Breve historia de los mamuts
Los mamuts provienen de elefantes africanos que migraron hacia el norte y poco a poco quedaron adaptados a climas fríos: Los primeros mamuts lanudos aparecieron hace 400.000 años provistos de una densa mata de pelo, piel gruesa, orejas pequeñas, y largos colmillos que les permitían luchar y escarbar en la nieve.
Durante la edad de hielo se expandieron por una amplia zona del hemisferio norte, su población descendió durante una época de calentamiento 120.000 años atrás, su número volvió a aumentar, luego se redujo drásticamente durante un corto período entre 14.000-10.000 años, y el último ejemplar se extinguió hace 3.900 años. Hay cierta controversia sobre las causas del tremendo declive sufrido por los mamuts y otros grandes mamíferos hace 10.000 años. Se habla de meteoritos, enfermedades, sequías, fuegos, cambios en la vegetación… pero todo indica que está ligado al final de la edad del hielo y las consecuencias derivadas del agudo aumento de la temperatura. Una de ellas, la expansión de humanos modernos a latitudes superiores acompañados de virus y eficientes técnicas de caza.
Desde que en 1806 se descubriera el primer mamut lanudo congelado se han ido acumulando otros ejemplares, pero ninguno tan bien preservado como Lyuba, la cría de mamut cuya excelente conservación de dientes, estómago, esqueleto y órganos internos entusiasmó a los científicos.

La autopsia
Quizá la pregunta más inquietante sobre Lyuba es ¿cómo puede aparecer de golpe en medio del paseo de un cuidador de renos?
Una de las primeras pruebas que hicieron fue un escáner del interior de su cuerpo. En él se comprobó que la garganta, esófago, nariz y boca estaban llenas de un sedimento denso, por lo que se dedujo que Lyuba había muerto asfixiada tras quedar atrapada y sumergida en el barro. Pero lo que más llamó la atención era su excelente y enigmático estado de conservación. Debió fallecer rápido, y hundirse por algún movimiento de tierras en los hielos del permafrost. Pero aún así, después de 40.000 años su impecable estado era inexplicable.
Durante la autopsia que le realizaron en junio del 2008 los científicos descubrieron un hecho curioso: Olía extraño. Esto hizo sospechar que algunos microorganismos podían estar implicados en tal preservación. Lyuba había sido protegida durante todo este tiempo por el ácido láctico que ciertos microbios habían generado en condiciones anaerobias entorno a sus tejidos.

Sobre el misterio de su repentina aparición, la explicación más coherente es que los fuertes movimientos por el deshielo que se produjo en esa zona en el 2006 rompieron el permafrost, llevaron a la superficie el fragmento que contenía a Lyuba, éste se derritió, y su cuerpo quedó expuesto hasta que Yuri Khudi lo descubrió.
Con la autopsia los investigadores descubrieron muchos aspectos más: el análisis de sus dientes reveló que Luyba sólo tenía un mes de edad cuando falleció. Analizar la piel y grasa del abdomen permitió concluir que tanto hija como madre estaban muy bien alimentadas y no debían pasar penurias. Con los restos fecales se comprobó que, como también hacen los elefantes, las crías se alimentan de las heces de la madre para conseguir sus bacterias intestinales. Se identificó el tipo de vegetales que había en esa zona, el grado de parentesco con los elefantes… pero lo más intrigante fueron las posibilidades que ofrecía su también muy bien conservado ADN.

Recuperar especies extinguidas
¿valdría la pena volver a ver a Luyba caminar? Esta sería una de las primeras preguntas a hacernos.
Inmediatamente aparece la segunda ¿sería posible, y cómo?
La primera opción que nos viene en mente es al típica clonación por transferencia nuclear. El método con que se clonó a la mítica oveja Dolly: Extraer el material genético del núcleo de una célula de mamut, introducirlo en un óvulo de elefanta, hacer que empiece a dividirse, implantarlo en el útero de otra elefanta, y esperar a que nazca un mamut sano. Esto, imposible no es, pero a medida que la clonación reproductiva acumula fracasos se ve cada vez más complicado.
Otra opción que barajan los científicos es conseguir el esperma de un mamut macho y fecundar un óvulo de elefante con él. Si fuera exitoso nacería un híbrido. que por reproducciones selectivas posteriores podría terminar generando un mamut.
El año pasado, la secuenciación del 70% del genoma del mamut abrió la puerta a dos nuevas posibilidades más descabelladas todavía. Una sería sintetizar la cadena de ADN del mamut, organizarla en cromosomas, empaquetarla en un núcleo, y clonarlo. La otra sería fijarse en las diferencias entre el ADN de elefante y de mamut, y hacer los 400.000 pequeñas modificaciones que transformarían el ADN de un elefante en el de un mamut.
Aunque suene irrisorio, algunos científicos creen que es cuestión de tiempo poder conseguirlo, y que algún día seremos realmente capaces de revivir especies extinguidas.
Yo no termino de creérmelo, pero de nuevo, los científicos implicados deberían poder justificar muy claramente porqué merece la pena siquiera intentarlo.

Más info: visitad la excelente web del National Geographic, y estad atento@s al nuevo documental sobre el descubrimiento de Lyuba que se estrenará a finales de abril.

Créditos fotos: Francis Latreille, todo plagiado de la web del Nat. Geo.

Reconozco que me saltaba alguna clase, pero lo que me enseñaron durante la licenciatura de bioquímica fue que si mis genes decían que yo iba a ser delgaducho, por muchas horas que me pasara en el gimnasio la información que yo transmitiría a mis hijos eran unos genes de delgaducho.
Levantar pesas de manera regular podía cambiar la expresión de mis genes y hacer que terminara siendo un tipo bien musculado, pero eso no se reflejaba en la secuencia de ADN que contenía mis espermatozoides. Mi descendencia iba a recibir la misma información genética con la que yo nací. Insinuar que podía ser de otra manera, que caracteres adquiridos durante mi vida podían ser heredados por la siguiente generación, era un atentado contra los principios de la teoría evolutiva moderna.
Pues resulta que no lo era…

Hace un par de siglos varios naturalistas querían entender sin recurrir a fuerzas sobrenaturales el proceso por el que las especies iban cambiando poco a poco con el paso del tiempo.
Lamarck Lamarck postulaba que el cuello de las jirafas era cada vez más alto porque a base de forzarlo crecía ligeramente en cada generación, y eso se heredaba de padres a hijos.
Darwin en cambio proponía que en épocas de escasez de alimentos, las jirafas con cuellos altos tenían acceso a más hojas, y eran las que lograban sobrevivir y dejar más descendencia.

Durante un tiempo ambas teorías coexistieron. La selección natural de Darwin fue más exitosa, pero no había razones por las que negar un cierto grado de lamarckismo. Ambos mecanismos evolutivos eran absolutamente compatibles.

Pero años después, casi sin proponérselo un monje austriaco sentó las leyes de la herencia cultivando y cruzando meticulosamente diferentes variedades de guisantes. Gregor Mendel descubrió que había unidades de información individuales que se transmitían de generación en generación.
Cuando la selección natural de Darwin se fusionó con la genética mendeliana, y la biología molecular empezó a mostrar que dichas unidades de información eran genes compuestos por una larga combinación de A, G, T y C que se pasaba inalterada de padres a hijos, la idea de Lamarck quedó desterrada para siempre. Podían existir mutaciones e intercambio de genes, pero no había ningún mecanismo que explicara cómo la jirafa transmitía el esfuerzo de alargar su cuello a su descendencia. Era imposible.
Hasta el siglo XXI…

Los científicos saben desde hace tiempo que la información genética va mucho más allá de la secuencia de bases del ADN. En cada una de tus células hay un finísimo hilo de un metro empaquetado en un espacio de 0,01 milímetros. Esta cadena de ADN se enrolla con la ayuda de unas proteínas llamadas histonas. Modificaciones en estas histonas pueden hacer que un gen determinado se exprese más o menos. También hay otro proceso llamado metilación que puede silenciar o activar genes específicos en función de tus condiciones de vida. Es un proceso natural y necesario para que tu cuerpo se adapte al entorno que le toca vivir. Lo que los científicos no sabían hasta hace muy poco es que estos cambios pueden también reflejarse en las células germinales y pasar a la siguiente generación.
El cambio conceptual es profundo. Lamarck tenía parte de razón: Algunos caracteres adquiridos durante tu vida sí pueden ser transmitidos a tus hijos.

¿Evidencias? La planta arabidopsis es un modelo que lleva tiempo estudiándose en el que esta herencia epigenética está harto demostrada, pero quizás el ejemplo más espectacular es el de los experimentos con ratones agouti .
Una de las características de estos ratones agouti es que su color amarillento puede transformarse en marrón sólo con una dieta extremadamente rica en grupos metilo. La secuencia de su ADN no cambia en absoluto, pero la metilación de ciertos genes provoca un cambio de color que, y esto lo más sorprendente, es heredado por sus descendientes.

Es decir: el ratón nace amarillo, se hace más marrón debido a la metilación, y sus hijos naces marrones. Hace 10 años la inmensa mayoría de biólogos hubiera apostado por que serían amarillos de nuevo.

Muchos otros estudios han confirmado que estas modificaciones del ADN se pueden heredar. y nada hace a pensar que los humanos seamos una excepción. De hecho varios estudios epidemiológicos ya han demostrado que algunas enfermedades o condiciones adversas sufridas durante la vida de unos individuos pueden dejar huella mediante cambios en la expresión génica, cuyo origen no es una modificación secuencia de ADN. El más conocido es sobre la hambruna que sufrió suecia en el siglo XIX , y cuyos efectos se manifestaron durante varias generaciones.

El cambio de paradigma ya está establecido: lo que hagas en tu vida sí se puede transmitir por vía genética.
Falta esclarecer el grado en que esto ocurre, pero las repercusiones que puede tener esto para la teoría evolutiva son enormes. Entre otras cosas, permitiría explicar lo rápido que se han producido ciertos cambios evolutivos, sin necesariamente recurrir a las mutaciones en el código genético.

También tiene profundas implicaciones en temas médicos. Por ejemplo. se sabe que los alcohólicos suelen tener déficit de vitamina B12 debido a su malnutrición, una vitamina necesaria para la correcta y necesaria metilación del ADN. Como consecuencia, muchos alcohólicos están menos metilados de lo normal, un hecho relacionado con el cáncer de hígado y cirrosis hepática. No se conoce todavía, pero quizás sus hijos podrían heredar una cierta predisposición a estas enfermedades.

Hoy y mañana ando paseando por un congreso de epigenética (el estudio de la información genética que no tiene nada que ver con la secuencia de bases del ADN) que se está realizando en los Institutos Nacionales de la Salud de EEUU en Bethesda, al lado de Washington DC.
A pesar de que yo me he centrado en la sorprendente confirmación de que las alteraciones epigenéticas son heredables, reconozco que el 99% del tiempo está dedicado a las implicaciones médicas de este campo de investigación emergente que lleva menos de 15 años explorándose; en 1995 se descubrió el primer caso de cáncer causado por la inactivación por metilación de un gen supresor de tumores.
Dedicaremos el siguiente post a la parte más biosanitaria, gracias a que por sorpresa me he topado hace escasas horas con el crack de la epigenética en España.
Continuará…

Durante el debate del pasado viernes McCain repitió por enésima vez que es absurdo gastarse 3 millones de dólares analizando el ADN de los osos de Montana. ¿tendrá razón?
En tiempos de crisis y ajustes económicos… ¿sufrirán algunas áreas de la ciencia serios recortes presupuestarios?

Quizás porque lo vi con amigos, pizza y cervezas, el tostón de debate entre Obama y McCain me recordó el primer partido de una eliminatoria entre dos equipos grandes. Esperas mucho del enfrentamiento, pero ves que salen a jugar comedidos, más preocupados de no encajar ningún gol que de adelantarse en el marcador. Saben que todo se decidirá en el partido de vuelta.
Obama salía como favorito. A medida que avanzaba el choque empezó a controlar el balón y a aproximarse a la portería contraria, pero no llegó a rematar con peligro. El resultado final fue un triste cero a cero.
En estos partidos insulsos cada seguidor interpreta las jugadas aisladas a su conveniencia para discrepar sobre quien mereció la victoria. Yo me fijé en las menciones a la ciencia. Pocas y ya conocidas : Las 45 nucleares de McCain, las renovables de Obama, la preocupación común sobre el cambio climático, la determinación de Obama (con mirada firme a cámara incluida) de invertir en mejorar la educación en ciencia y tecnología… y el chascarrillo de McCain sobre el malgasto de 3 millones de dólares investigando el ADN de los osos.

Uno de los puntos más populares de la política económica de McCain es recortar la enorme cantidad de gastos innecesarios que el gobierno paga con dinero del contribuyente, y el estudio genético de los grizzlis de Montana es uno de los ejemplos a los que ha recurrido decenas de ocasiones en los últimos años. Dos reflexiones:

1- Nos cuesta horrores manejar cifras grandes, y McCain lo sabe. Si no, no se atrevería a mencionar un proyecto de 3 millones de dólares cuando están debatiendo un plan de rescate a los mercados financieros de 700.000.
2-Si McCain repite y repite estas quejas burlonas sobre el ADN de los osos es porque debe percibir una reacción positiva cuando lo explica, una especie de “claro, claro…”. Esto implicaría que mucha gente opina que estudios científicos como éste no son imprescindibles, se pueden posponer sin problema hasta que pase la crisis y el bienestar económico nos permita saber en detalle algo "tan superfluo" como el número de osos que hay en un parque natural, o el ciclo reproductor de la estrella de mar.

Da la casualidad que el pasado junio, después de visitar Yellowstone crucé Montana hacia el norte hasta llegar al impresionante Glacial National Park, donde se está realizando el ahora famoso estudio criticado por McCain.
Allí tuve la oportunidad de entrevistar a uno de los guardas de osos del parque, pero ni lo que me contó sobre su comportamiento, ni sobre los escasos ataques de los que tanto te alarman al entrar al parque (en la tienda venden repelente de osos y hay gran cantidad de libros acerca de cómo reaccionar ante un encuentro fortuito), ni el propio estudio de ADN me motivó en ese momento a escribir un post.
El principal objetivo del estudio genético es “simplemente” saber cuántos osos hay, contarlos. En lugar de sobrevolar el parque con helicópteros o enviar expertos a identificar el oso con la oreja torcida, la hembra con la marca en el costado, ese que tiene una herida en el ojo… dejan una especie de alambres esparcidos por el parque donde se engancha pelo de oso. Con la raíz de ese pelo pueden identificar los diferentes osos del parque y saber cuantos hay. El estudio todavía no ha terminado, pero resultados preliminares indican que hay bastantes más ejemplares de los que se creía. Los investigadores argumentan que sí es muy importante conocer la cantidad de osos que existen, y que con el ADN podrán conocer datos de gran relevancia para su protección, como el grado de consanguinidad. Además las cámaras instaladas por el parque permiten estudiar su comportamiento, y si este método de recuento funciona podrá ser utilizado en otros emplazamientos con diferentes animales.

Dejando a los osos de lado, esta noche Biden y Palin se enfrentan en el debate entre vicepresidentes. A priori se prevé goleada, pero para ello Biden debe atacar fuerte y aprovechar los puntos débiles del rival. Lo tendrá difícil para escoger, pero a mi me encantaría que la ciencia formara parte de su estrategia. Preguntarle a Sarah Palin (quien podría ser presidenta del país más poderoso del mundo si ganara McCain y su edad -72 años actualmente- en cierto momento le impidiera gobernar) si cree que los humanos coexistieron con los dinosaurios podría ser una muy buena oportunidad de marcar. Aunque en este país… para muchos quizás esto no contaría como gol.

De nuevo no puedo resistirme a terminar mostrándoos una foto tomada durante el viaje por Montana, un estado fronterizo con Canadá y que en invierno está ininterrumpidamente nevado por varios meses. De hecho, en la tercera semana de junio todavía había carreteras cerradas en el Glacial National Park. Pues bien, al final no vi ningún oso, pero me encontré… camellos! En serio, os lo prometo, no me preguntéis que hacían decenas de ellos en Montana, pero no hay truco. Tomamos esta fotografía al pasar por un pequeño pueblo en medio de la nada, cuando de repente vimos una granja que en lugar de bisontes tenía camellos. Surrealista. Aparentemente estaban tan desubicados como ciertos posibles presidentes.

Son las 19:30 de la tarde. Estoy en un autobús que por 25 dólares me llevará de Nueva York a Washington DC. Las 4 horas que dura el viaje dan de sobra para leer el New York Times de este domingo 14 de septiembre. Voy sorteando las noticias sobre Sarah Palin… e incluso alcanzo el suplemento de “Estilo”; ¡Sorpresa! En plena portada de un suplemento de moda de toda una edición de domingo del New York Times aparece una noticia sobre una recolecta de ADN. No es broma, la compañía 23andMe ha organizado una fiesta para que los invitados de la alta sociedad neoyorquina puedan escupir en un recipiente y un mes después recibir un informe genético personal sobre el origen de sus antepasados, predisposición a ciertas enfermedades comunes, y detalles curiosos como si tu cuerpo metaboliza rápido la cafeína o no. En total son 89 los marcadores genéticos asociados a diferentes rasgos relacionados con la salud que esta compañía fundada por Linda Avey y Anne Wojcicki está rastreando. Aunque ellas reconocen que la información obtenida todavía no es tremendamente relevante y más bien se trata bien de un divertimento, entre los invitados a la fiesta el artículo del NYT transcribe frases del estilo “Si mi marido tuviera un gen que hiciera peligrar seriamente a mi hijo en el parto quizás adoptaríamos”, “quiero averiguar porqué tengo pecas”, “me hizo extremadamente feliz saber que tenía pocas posibilidades de obesidad” (Ivanka Trump , hija de Donald Trump), “me tranquilizó saber que un gen asociado al corazón venía de mi madre, que tiene 99 años; mi padre murió a los 67 de un ataque cardíaco”, “en principio no cortaría con un novio aunque descubriera que no somos compatibles genéticamente, pero depende de lo que salga”.
Es la tercera vez que mencionamos esta compañía en el blog (1 , 2 ). Estuve a punto de hacerlo la semana pasada cuando leí que 23andMe había rebajado la tarifa de sus análisis a 399 dólares (280 euros), un precio asequible por la mayoría de bolsillos. Pero que los tests de ADN se expandan por los suplementos de moda en medio de noticias de zapatos, matrimonios, o búsqueda de tu ligue en google , merece sin lugar a duda posponer el post que tenía preparado para hoy y trasnochar un poco a cambio. Me atrevo a aventurar que estas navidades más de uno regalará análisis genéticos.
Como decíamos en diciembre del 2007 “El futuro ha llegado ”.
En ese momento no me inspiré en los intereses comerciales de una compañía como 23andMe, sino en las palabras recibidas directamente de un genetista como Eric Lander , director del Broad Institute del MIT y posible futuro premio Nobel. La síntesis del razonamiento esgrimido en ese post era: Hace unos pocos años los chips de ADN bajaron radicalmente de precio. Esto facilitó sobremanera los estudios en busca de marcas genéticas que predispongan o protejan frente a trastornos de la salud. Gracias a ello, en los últimos 2 años se han encontrado muchísimos polimorfismos genéticos asociados a enfermedades comunes. Ahora ya empieza a tener sentido utilizar estos mismos chips baratos para cotejar los genes que pueden influir en tu predisposición a la diabetes, obesidad, enfermedad coronaria, cáncer… o si se quiere, tendencia genética a la infidelidad .
Dentro de un tiempo el médico te hará esos análisis de manera rutinaria junto al colesterol, niveles de azúcar, presión arterial u otros factores de riesgo, pero en estos momentos ahora se están avanzando compañías como Navigenetics , DeCODEme , o 23andMe. Esta última además, utilizando estrategias de expansión muy elaboradas, como la fiesta en Nueva York, o las plataformas de redes sociales que están promoviendo en Internet para predispuestos a la soriasis, o el grupo de metabolizadotes lentos de cafeína, o la comunidad del gen ACTN3 mutado.
Los beneficios que nos puede aportar conocer la información escrita en nuestros genes son y serán abismales, pero todo indica que estamos en las vísperas de una moda en que se mezclarán intereses comerciales con desconocimiento a la hora de interpretarla. Frases como las anteriores de los invitados a la fiesta y noticias como la del gen de la infidelidad indican que todo el mundo va a exagerar el valor de esta información genética, y que será necesario mucha divulgación para entender qué significa realmente tener un 15% más posibilidades de sufrir enfermedad coronaria, o comportamiento infiel , y el peso relativo de este riesgo comparado con fumar, o estar a disgusto con tu pareja.

Hace aproximadamente un año Kate Stoeckle estaba cenando sushi en Nueva York con su padre , un científico que investiga cómo identificar especies a partir de fragmentos específicos del ADN, y le preguntó:“¿Tus análisis genéticos se podrían aplicar al suhsi?”
Mark Stockle le dijo “claro, y si lo haces, creo que serías la primera”
Kate reclutó a una amiga, y juntas visitaron 4 restaurantes y 10 tiendas de Nueva York hasta recoger 60 muestras de pescado diferentes. Cortaron trocitos de cada pieza, los guardaron en alcohol, y los enviaron a la Universidad canadiense de Guelph. Allí, un investigador del proyecto “Fish Barcode of life ” comparó el ADN de las muestras con una base de datos que cuenta ya con casi 5500 especies de peces catalogadas genéticamente.
Sorpresa! (o no): 2 de los 4 restaurantes y 6 de las 10 tiendas no siempre vendían lo que sus etiquetas o cartas estaban ofreciendo. En total, una cuarta parte de las muestras analizadas resultaron ser fraudulentas. Por ejemplo, un preciado atún blanco era en realidad tilapia , un pez más económico que se puede criar en piscifactorías. Y 7 de cada muestras de red snapper (un pescado también muy valorado) eran bacalao u otras especies parecidas.
Aunque la escasez de muestras y las características del “estudio” no permiten sacar conclusiones generales (lo realizaron dos estudiantes de 18 y 19 años sin ninguna pretensión de realizar una investigación científica exhaustiva), el “error” azaroso debería quedar descartado, porque curiosamente en todas las confusiones el pez etiquetado era más caro que el verdadero...

Que en ciertos restaurantes o tiendas te puedan dar tipalia por atún quizás no es lo más novedoso de esta noticia. Lo destacable es poner de manifiesto lo asequible que se está volviendo esta tecnología. La idea de comparar genéticamente especies y escudriñar entre sus relaciones evolutivas no es nueva. Los científicos ya llevan mucho tiempo utilizando regiones específicas de ADN mitocondrial, o de ARN ribosómico… como marcadores genéticos que les permitan catalogar mejor la complejidad de la vida. Pero los análisis han mejorado tanto que no sólo permiten plantear un proyecto científico como el DNA barcode of life , una verdadera librería de información genética, sino que dos estudiantes armadas de iniciativa consigan demostrarnos que la ciencia también está en nuestras manos, y anticiparnos las herramientas que en un futuro cercano utilizarán de manera rutinaria los inspectores.

Fuente: New York Times

El jueves por la noche cené en Washington DC con un grupo de 9 investigadores españoles del NIH (Institutos Nacionales de Salud de EEUU).
Me hablaron de sus trabajos en reparación de ADN, enfermedades raras, reproducción, diabetes, cáncer… y luego les dije: “está muy, muy bien… ¿Por qué no explicáis de forma sencilla, en 5 líneas, el contexto global de vuestras investigaciones? y lo colgamos en el blog…”.
Claro que se quejaron! “¿5 líneas?! Esto no da para nada…”, “quedará demasiado básico…”, “¿Cómo vamos a transmitir en tan poco espacio la complejidad detrás de cada investigación?”. Tenían toda la razón del mundo. Llevan años estudiando y tienen muchísimo por explicar. Lo que les pedí era injusto; 5 líneas son insuficientes para llegar al detalle de lo que están intentando averiguar.
Pero… hay un gran pero a tener en cuenta: La gran ventaja del blog respecto un artículo convencional es que el texto no está terminado. Sigue vivo, y puede crecer por donde vosotros queráis. Todos ellos se prestaron encantados a ampliar contenidos y responder a vuestros comentarios sobre su trabajo científico específico, o sobre las interioridades de la profesión de investigador.
Os aviso que si los dejamos sueltos se embalan... “¿Puedo decir cromatina?”, dijo uno mientras pensaba el texto. “No!”, respondí.
Su perfil es el siguiente: científic@s de entre 30-35 años haciendo un post-doctorado en biomedicina en un lugar tan prestigioso como el NIH, el organismo que gestiona los casi 30 mil millones de dólares que el gobierno estadounidense dedica a investigar en temas de salud. Un 10% de esta cantidad se invierte en los 27 institutos del descomunal campus de Bethesda (al lado de Washington DC), que acoge a 6000 científicos. Entre ellos los 9 que a continuación os presentan su trabajo.
Bueno… creo que uno se infiltró y me intentó colar una investigación falsa. A ver si la detectáis…
Os dejo con ellos. Si encontráis excesivas simplificaciones, posibles incongruencias, o contenido un poco cojo, es responsabilidad exclusiva de las restricciones que les impuse y de mi edición posterior. Pero si os quedáis con dudas, ya es cosa vuestra. Acosadles!
Yo mientras, me voy en busca del oso Yogui. La semana que viene os contaré desde Yellowstone historias de lobos, géiseres, y cianobacterias. Pero de momento, aquí tenéis a 8 científicos + 1 farsanta/e ofreciéndose a explicar cómo luchan para vencer enfermedades.

Elsa Callén
El objetivo de mi investigación es entender los mecanismos que la célula ha desarrollado para detectar y reparar las dobles roturas en el ADN (se rompen al mismo tiempo y en el mismo sitio las dos hebras de la doble cadena). Este tipo de daño es el más drástico para la célula, por lo que es muy importante que esta maquinaria actúe rápida y eficazmente. El origen de estas dobles roturas puede ser muy variado, y resulta de importancia critica que sean correctamente reparadas, ya que si no, este daño en el ADN puede dar lugar a translocaciones oncogénicas y desarrollo de tumores. Para el estudio de estos procesos, utilizamos como modelo ratones que les faltan ciertos genes involucrados en las distintas rutas de reparación. Entender estas rutas resulta relevante también para desarrollar una terapia antitumoral.

Reini Fernández de Luco
Tradicionalmente el núcleo estaba considerado como un compartimento meramente estructural dentro de la célula. Su única función era proteger el ADN de agresiones externas. Sin embargo, en los últimos 15 años estamos comprobando que los genes están altamente organizados dentro del núcleo, y su posición respecto a otros componentes nucleares es esencial para la correcta expresión génica, la reparación del ADN, o incluso el control de la división celular.
Mi laboratorio centra todos sus esfuerzos en comprender cómo se organizan y comportan los genes dentro de este núcleo altamente organizado. Queremos entender cómo afecta la estructura del núcleo al correcto funcionamiento de la célula, y aplicarlo al entendimiento de alteraciones celulares tales como el envejecimiento o el cáncer.

Iñigo Horcajuelo
Nuestro grupo fue el que identificó el llamado Cromosoma Z. En algunos casos hay fragmentos del cromosoma Y que se recombinan con el X, luego se rompe un brazo del cromosoma X, y se genera un nuevo fragmento formado por unos 430 genes, que denominamos “Cromosoma Z”. Es una situación muy poco frecuente y que pasa desapercibida, ya que los genes continúan activos y se expresan normalmente. Por eso no se descubrió hasta hace un par de años. La única consecuencia que de momento conocemos es que los individuos con este trastorno son estériles, pero la investigación en que participo está buscando otros efectos. Tenemos indicios que están relacionados con cambios abruptos de personalidad.

María Jiménez-Movilla
La primera barrera que se encuentra el espermatozoide para fecundar el óvulo es una estructura llamada zona pelúcida, que protege tanto al óvulo como al embrión temprano cuando es implantado en el útero. Entre otras funciones la zona pelúcida se encarga de evitar que el óvulo sea fecundado por más de un espermatozoide, y que el espermatozoide se prepare para fusionarse con la membrana del óvulo. Esta compleja estructura esta formada por solo tres proteínas. Nosotros queremos saber cómo se disponen estas proteínas. Para ello usamos microscopia atómica de fusión, tomografía microscópica, e ingeniería genética desarrollando ratones que tienen estas proteínas modificadas.

Salva Naranjo-Suárez
En las células normales, sanas, una disminución de los niveles de oxígeno transitoria produce una serie de cambios dirigidos a adaptarse a esa nueva condición (como por ejemplo, cambiar de un metabolismo aerobio a uno anaerobio). Pero si la situación hipóxica (falta de oxígeno) se prolonga en el tiempo, acaba siendo tóxica para la célula, y esta muere. Sin embargo en las células tumorales el efecto tóxico de la hipoxia crónica es mucho más atenuado. Nuestro objetivo es estudiar qué es lo que hace a las células tumorales más resistentes a estas situaciones de hipoxia. El descubrimiento de las señales que están alteradas en las células tumorales sería muy importante, porque se podrían desarrollar fármacos que volvieran a sensibilizar a las células transformadas, de manera que el tumor no podría desarrollarse más allá de un estadio determinado.

Patricia Pérez-Galán
Nuestro modelo experimental es un cáncer agresivo de linfocitos B denominado linfoma de células del manto. Este linfoma es poco sensible a la quimioterapia convencional, por eso es necesario mejorar las alternativas terapéuticas disponibles. Para ello estamos trabajando en dos líneas: 1) El tratamiento más efectivo en la actualidad es un fármaco llamado bortezomib, pero al que sólo un 45% de los pacientes responden. Nuestro objetivo es identificar los mecanismos de respuesta y resistencia a este medicamento. Con ello podremos diseñar terapias combinadas más efectivas, y utilizar marcadores para predecir si el tratamiento dará buenos resultados. 2) Búsqueda de otras nuevas alternativas terapéuticas. Estamos estudiando el efecto in vitro de dos nuevos fármacos. Uno que actúa a través de un mecanismo similar al bortezomib, y otro que pretende ralentizar la proliferación del linfoma. Con el segundo se espera iniciar un ensayo clínico este año.

Iñigo Ruiz de Azúa
En nuestro grupo buscamos nuevas dianas para el tratamiento de la diabetes tipo 2. Intentamos identificar proteínas de las células pancreáticas que regulen unos receptores de membrana determinados. Esta clase de receptores son claves; el 70-90 % de fármacos disponibles en el mercado actúan sobre dichos receptores, pero presentan dos limitaciones: 1- Con el tratamiento crónico se tiende a perder eficacia (el fármaco responde menos), y 2- La respuesta no siempre es selectiva (pueden hacer cosas que no queremos o en sitios que no deseamos). Nosotros intentamos mejorar ambos aspectos.

Marta Segarra
Imagina un tumor que empieza a crecer. Para continuar haciéndolo necesita desarrollar una red de vasos sanguíneos que le aporten oxígeno y nutrientes. Este proceso se llama angiogénesis. Las células tumorales producen moléculas que propician el crecimiento y la ramificación de los vasos sanguíneos. Pero al mismo tiempo, estos vasos producen otras señales que inhiben el exceso de ramificación para que la red vascular sea eficiente. Mi proyecto consiste en estudiar una señal específica que hace que los vasos sanguíneos crezcan menos. Controlando su expresión podríamos bloquear la formación de ramificaciones, disminuir el flujo sanguíneo en el tumor, y por tanto reducir el crecimiento tumoral. Esta es la idea detrás de la terapia antiangiogénica, que ya ha dado lugar a algunos fármacos contra el cáncer.

Silvia Vergarajauregui
Existen una gran variedad de enfermedades humanas causadas por problemas en la maquinaria que media el transporte de proteínas y lípidos dentro de la célula. Una de ellas es Mucolipidosis IV, una enfermedad rara, caracterizada por presentar neurodegeneracion severa y problemas oftalmológicos. Nuestro objetivo es entender la función de la proteína Mucolipin-1, que está asociada claramente a esta enfermedad. Buscamos descifrar cómo su deficiencia provoca defectos en el trafico intracelular y más concretamente en los últimos estadios de la endocitosis.

Fue una agradable sorpresa descubrir que habían escogido una foto mía para la portada de “The Legacy”, el librito que los actuales Knight Fellows preparamos para los que vendrán el año siguiente.
Es la excusa perfecta para retomar un tema apasionante que había quedado en el tintero hace unas semanas: Mi visita a Drew Endy , uno de los líderes mundiales en el campo emergente de la biología sintética.
La colonia de bacterias rosáceas que observáis en la foto dibujando las letras MIT no son microorganismos convencionales. Son un producto del laboratorio de Drew, cuyas técnicas en programación de ADN y “Synthetic Biology” van un paso por delante de la manipulación genética “tradicional”.

Olvidad la ingeniería genética (*)
La idea, a lo burdo, es la siguiente: la ingeniería genética, tal y como la entendemos, coge genes de diversas especies, los mezcla, los altera, los duplica, los silencia… juega con las secuencias genéticas y estructuras que ya existen en el mundo vivo. La biología sintética representa un nuevo escalafón: se trata de diseñar estructuras biológicas de novo. Drew Endy me dijo: “quiero diseñar y construir organismos vivos, o programar ADN para que ejecute instrucciones genéticas que se comporten como yo prediga”.
En el fondo se trata de no estar restringidos por la naturaleza, sino de diseñar constituyentes celulares con funciones absolutamente noveles. Drew añade: “hace miles de años nuestros ancestros empezaron a comprender las propiedades de las rocas, sus diferencias… (esto es ciencia, y sería análogo a la biología), luego utilizaron estas rocas y materiales que tenían en su entorno para construir edificios… (esto es tecnología, y equivaldría a la ingeniería genética actual), y posteriormente empezamos a diseñar materiales sintéticos con propiedades mejores de las que podíamos encontrar en la naturaleza (esto es lo que hará la biología sintética).”

Vida desde cero
Cuando le pregunté sobre Craig Venter y su intento de crear vida artificial, puso cara de indiferencia, y dijo: “lo que hace Craig Venter es como ir a una librería, empezar a leer un libro en voz alta, y pedir a un amigo que vaya copiando tus palabras. Luego, revisas el texto y quitas frases, añades alguna de otro libro, modificas palabras… hasta que el resultado es suficientemente diferente como para decir que se trata de una nueva obra. Yo no pretendo esto. Yo quiero escribir un libro desde cero, totalmente original”.

Pero matiza que este no es el principal objetivo de su laboratorio. Su verdadera misión es crear estándares para “hacer fácil y a gran escala” el proceso de construir sistemas vivos. Utiliza el siguiente símil: “Hay gente que diseña lenguajes de programación informáticos, y otros utilizan estos lenguajes para crear aplicaciones como Skype, facebook, google...Yo no estoy interesado en una aplicación determinada, sino en sentar las herramientas y las bases generales de la biología sintética para que permita hacer todo tipo de productos de forma fácil y eficiente.”

"2012: El diseño de cromosomas eucariotas debería ser rutinario" (*)
Sobre aplicaciones futuras, Drew vino a decir un “quien sabe”. Está convencido de que será una revolución, sobretodo en procesos industriales en el campo de la energía, de la agricultura y alimentación, salud… pero de nuevo, él no está interesado en un campo en concreto sino en todos a la vez.
De golpe sacó de un cajón 4 frascos. “¿Sabes qué es esto?”, me preguntó. Leí las etiquetas y respondí: “Guanina, Citosina, Timina y Adenina; las bases del ADN”. Continuó: “Cada frasco vale sólo 250 dólares, son materiales extraídos de caña de azúcar. Con estos 4 frascos, que cuestan 1000 dólares, hay cantidad suficiente para sintetizar 30 veces el material genético de todos los seres humanos de la Tierra. Las posibilidades que esto ofrece son amplísimas. No te puedo decir cuáles serán las primeras grandes aplicaciones, ni cuándo llegarán, pero no es algo de 50 años, ni 30, ni 20. Estamos avanzando a un ritmo exponencial”.

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PD:
La foto de la placa de cultivo me la tomó Felix Moser, un investigador del laboratorio de Drew Endy. Le pedí que me enviara un mail con 4 líneas describiendo las bacterias, y por qué eran especiales. Os traduzco literalmente su respuesta:
“Estas bacterias han sido programadas para producir grandes cantidades de proteína fluorescente roja (RFP). Para ello hemos utilizado estructuras estándares disponibles en el “Registro de Partes Biológicas Standard ” del MIT. La comunidad de investigadores en biología sintética, especialmente los estudiantes de la competición iGem , utilizan los materiales de este registro para programar estructuras intracelulares con una aproximación que a menudo va más allá de la ingeniería genética tradicional”