Apuntes científicos desde el MIT

Ayer empezó el segundo semestre en el MIT, y el miércoles pasado lo hizo Harvard. Durante la primera semana los estudiantes pueden atender a las clases sin necesidad de matricularse. Lo harán después, sólo de aquellas asignaturas que les hayan convencido.
En mi caso, que asisto como oyente, este proceso llamado “course shopping” dura todo el curso. El día de hoy indica que los martes serán intensos, muy pero que muy intensos.
Algunas veces siento una ligera frustración. Me gustaría tener más tiempo para escribir en mayor detalle sobre algunos temas. Además, cada día anoto varias “(B)” en mi libreta que no acaban llegando al (B)log. Una cosa sí quita la otra.
Hoy me revelo. Sacrifico profundidad para hacer honor al nombre de este espacio y trasladaros algunos “apuntes” de mi supermartes científico particular:

“El origen de la vida”
Empieza el día a las 8:30 con la asignatura “Un mundo microbiano”, en la que un equipo de tres profesores se alternarán para hablarnos desde sus perfiles diferentes (Ciencias de la Tierra, microbiología y medicina) sobre el crucial papel de los microorganismos en la historia geológica del planeta, el equilibrio ecológico, medioambiente, clima, aplicaciones tecnológicas y salud mundial.
Hoy hemos empezado por el riguroso principio: el origen de la vida. Mentiría si os dijera que la sesión ha sido espectacular. Hemos revisado qué elementos se requieren para que pueda crearse la vida (1- un desequilibrio termodinámico que sirva de fuente de energía, 2- unas condiciones en las que los enlaces covalentes sean estables y puedan formarse moléculas “grandes”, 3- líquido, 4- una estructura molecular que soporte la evolución). También hemos recordado a Oparin y Stanley Miller para hablar de evolución química y la síntesis de los primeros ladrillos de la vida. Pero no hemos abordado todavía en el gran interrogante: cómo se ensamblan estos compuestos prebióticos hasta formar algo tan complejo como una célula.
Me ha parecido interesante el análisis de la controversia sobre la fecha en que apareció la primera forma de vida. Pensaba que estaba establecido que fue hace 3.800 millones de años, muy poco después de que la Tierra se enfriara. Pero se ve que no todos los expertos están de acuerdo con la hipótesis del “origen rápido”.

“El trascendental error de Heisenberg”
En 7 minutos mi atención se dirige a la creación de una bomba atómica. De 10 a 11:30 tiene lugar la clase del genial Peter Galison , autor del libro “Einstein’s clock’s, Poincare’ Maps”. El programa de la asignatura “Historia de la física del siglo XX” plantea un recorrido desde las revoluciones que supusieron la relatividad y el nacimiento de la cuántica, hasta las actuales controversias entre defensores y detractores de la teoría de cuerdas. Se analizará cómo la física ha transformado el mundo desde el punto de vista filosófico, tecnológico y social.
Hoy Galison ha hablado de la bomba atómica que intentó construir el ejército nazi. Cuando a finales de los años 30 científicos alemanes confirmaron experimentalmente que se podían fisionar átomos de uranio bombardeando neutrones, y que en este proceso se liberaba una cantidad abismal de energía, empezó la investigación para crear armamento nuclear. El principal implicado fue Werner Heisenberg , uno de los mejores físicos del siglo XX y que sin embargo cometió un error decisivo que pudo cambiar la historia: Calculó que la masa crítica para construir una bomba atómica era de toneladas, cuando en realidad varios kilogramos eran suficientes. Este error inexplicable en un físico de su calibre hizo que el ejército alemán desestimara construir la bomba. Algunos piensan (Galison no) que lo hizo adrede.
Uno de los episodios más citados en este momento crítico de la historia es la visita que Heisenberg realizó en Dinamarca a su extraordinario amigo y cofundador de la cuántica Niels Bohr. Nadie conoce todos los detalles del encuentro, pero nunca más volvieron a dirigirse la palabra. La obra Copenhague narra parte de la discusión que mantuvieron sobre la creación de una bomba atómica por parte del ejército nazi.

“Experimentos críticos en las ciencias humanas”
Así se titula la asignatura impartida por Rebecca Lemov, autora de “El mundo como un laboratorio ”. Cada semana se repasaremos los experimentos en el área de las ciencias sociales que han supuesto un impacto mayor en la comprensión de nuestra conducta y naturaleza humana.
Entre otros comentamos el de Stanley Milgram, que Sergio citó en un comentario del post “Neurofilosofía Moral”.
Dos individuos se ofrecían voluntarios a participar en un estudio a cambio de una pequeña cantidad económica. Uno hacía un test, y cada vez que se equivocaba, el otro presionaba un botón que le suministraba descargas eléctricas cada vez de mayor intensidad. El que recibía las descargas era un actor, que simulaba sufrimiento, suplicaba clemencia, gritaba… entonces el otro individuo pedía detener el experimento, pero el director le obligaba a continuar. Y lo hacía! Las siguientes imágenes causaron una gran conmoción. Nadie pensaba que personas corrientes serían capaces de llegar tan lejos, infringiendo dolor y comportándose de forma cruel inducidos sólo por las órdenes de un superior. Generaron importantes reflexiones sobre la conducta humana en conflictos bélicos, o nuestra actitud bajo la subordinación.

“Psicología para digerir”
A la 1:30 me cuelo durante media horita a la clase sobre psicología de Steven Pinker, el all-star de la ciencia. El contenido de su asignatura es bastante básico, pero es un virtuoso a la hora transmitir conceptos de forma original, con caricaturas, videos, humor, aparatos, y su glamorosa dialéctica. Abandono la última fila del gran auditorio para ir a la clase sobre bioética de Michael Sandel y Doublas Melton, uno de los mayores expertos mundiales en la investigación sobre células madre.

“Quiero tener un hijo sordo”
De 2 a 3:30 hemos analizado el caso real de una pareja de lesbianas sordas, que en 2002 escogieron el esperma de un donante sordo para tener un hijo que compartiera su limitación. Lo consiguieron . ¿Actuaron de forma ética? ¿Por los daños o por el argumento del diseño? ¿Es incorrecto seleccionar el esperma de alguien brillante? ¿de qué es capaz la ciencia actual? Muchas más preguntas de carácter ético aparecerán en este curso, y algunas os las trasladaré al blog.

"La guerra biológica"
Terminada la clase, volando hacia el MIT. Los martes y jueves de 4 a 6 los Knight Fellows tenemos seminarios privados con científicos que vienen a hablarnos de diferentes temáticas. Esta tarde hemos conversado con Jeanne Guillemin, que lleva 25 años estudiando asuntos referentes a la guerra biológica y ha escrito libros como “Anthrax: la investigación de un brote mortal” y el reciente “Armas biológicas”. Nos ha ofrecido su visión particular sobre las amenazas reales que supone el armamento biológico. Después de las cartas con Anthrax enviadas en 2001, la Iniciativa en Biodefensa del gobierno estadounidense multiplicó su presupuesto hasta los 44 mil millones de dólares (cifra que nos ha dado Guillemin y no he contrastado). Ella opina que es una reacción exagerada, y también se muestra contraria al laboratorio de nivel de bioseguridad 4 (donde estudian los virus más peligrosos que existen) que la Universidad de Boston quiere construir en medio de la ciudad. Para Jeanne Guillemin las amenazas de la guerra biológica tienen gran parte de construcción política, y reflejan “el trabajo sucio de la ciencia”.

Ahora mismo os escribo desde la oficina, en pleno stoop syndrome . Pero a diferencia del día que os definí el stoop syndrome como un estado de alineación mental provocado por la incapacidad de asimilar tal cantidad de conocimiento científico, esta vez estoy un poco consternado por la combinación de peligros y grandezas que hoy me han mostrado sobre esta actividad humana llamada ciencia.

Por suerte dentro de un rato iré a tomar algo al lugar idóneo para repasar de forma inspiradora las enseñanzas de mi supermartes científico: el bar “The Miracle of Science”. Cuando leí su nombre y vi el menú escrito en una pizarra en forma de tabla periódica, supe que sería uno de mis lugares predilectos. Allí puedes encontrarte a una holandesa como Elke Scholten, que se pide un pastis (anís), le dice al camarero que le sirva el hielo aparte, y te exige que prestes atención. Pone el hielo en el anís, lo remueve, y empieza a explicarte su último estudio científico sobre el “Pastís effect”: la explicación química de porqué el anís pasa de transparente a blanco cuando le introduces agua. *
Fantástico! Además, desvelar el misterio molecular de este proceso no le robó sabor alguno al pastís. Al contrario, lo enriqueció a otros niveles. ¡Viva la ciencia!

Tenéis billones de microorganismos habitando en vuestro cuerpo.

Quizás esta cifra os deja indiferentes, y os suena simplemente a “muchos”. Probemos con este otro dato:

En tu cuerpo hay más bacterias que células tuyas propias.
Esto, a mi sí que me ha impresionado…

Incoherente? No, las bacterias son muy pequeñas. Aunque haya tantas en número, “sólo” representan entre el uno y el dos por ciento de tu peso seco.

¿Y qué hacen todas estas criaturas dentro de tu cuerpo? Esa es la gran pregunta! En realidad todavía sabemos muy poco sobre el papel copleto que cumplen bacterias y hongos en nuestro organismo.
Para intentar averiguarlo, los Institutos Nacionales de Salud (NIH) de Estados Unidos anunciaron oficialmente este miércoles el lanzamiento del “Human Microbiome Project”, que invertirá 115 millones de dólares durante los próximos 5 años en secuenciar hasta 1000 genomas microbianos presentes en diferentes partes del cuerpo humano.

Da la casualidad que me llegó la noticia mientras visitaba la Oficina de Comunicación en Español del NIH en Bethesda (al lado de Washington DC), donde trabajé por 3 meses antes de ir a Boston y todavía sigo involucrado. Aproveché la situación y solicité hablar con algún científico relacionado con el proyecto, diciendo que escribiría un post en nuestro blog. Me concedieron 30 minutos con el Dr. Alan Krensky, director de la oficina que coordina parte del “Human Microbiome Project ”

La idea es clara: Los microorganismos que habitan en nuestro interior son también parte del cuerpo humano. “Ellos” realizan funciones que nosotros no hemos necesitado desarrollar. Son imprescindibles para la supervivencia, y cada vez encontramos más indicios del papel fundamental que ejercen en nuestra salud y enfermedad. Debemos entender mucho mejor las relaciones que establecemos con nuestras poblaciones microbianas. Pero para ello necesitamos una nueva metodología.

Tradicionalmente en microbiología se aísla una bacteria, se hace crecer en un medio de cultivo, y se investigan sus características. Esto representa una limitación, ya que muchas veces no es posible reproducir los microambientes exactos del interior del hospedador, ni permite estudiar las interacciones entre el conjunto de bacterias de una forma global.
En cambio, la metagenómica contempla a todos los genomas que conviven en un ambiente determinado como un único metagenoma, y lo estudia directamente en su entorno natural.

Con análisis metagenómicos a finales del año pasado se pudo observar que la abundancia relativa de dos grupos de bacterias intestinales estaba relacionada con la obesidad (1) (2) . Todo apunta a que nuestros genes bacterianos realizan muchas más funciones de las que nunca habíamos imaginado, y según el propio Francis Collins , durante los próximos años el “Human Microbiome Project ” brindará sorpresas que nos harán replantear la forma en que percibimos la biología humana.

Durante la primera fase se comparará genéticamente la población microbiana de boca, nariz, piel, tracto urogenital femenino, y aparato digestivo de voluntarios sanos y pacientes enfermos. El objetivo es determinar cómo cambia la microbiota de un individuo a otro, como evoluciona durante el día, a lo largo de nuestra vida, qué correlación existe con alteraciones en nuestra salud, y muchas otras preguntas que llegarán al contemplar nuestro organismo como un conglomerado de genes microbianos y de homo sapiens.

Somos comunidades andantes de bacterias, y muchos consideran que el mapa del genoma humano no estará completo hasta que incluyamos a todos nuestros huéspedes sin los que no podríamos sobrevivir.