28-03-2016

Carlos M. Padrón

Sería tonto no resultar impactado por lo que dice el primero de los dos artículos que copio abajo: el hombre ha logrado crear un ADN artificial que contiene los mínimos genes necesarios para la vida.

Sin duda, unos de los mayores hitos en Biología, y una extraordinaria revolución en lo social.

Sin embargo, el segundo de tales artículos muestra la gran preocupación acerca del uso que a este logro se le dé, e incluso cuestiona que haya tenido lugar en un laboratorio privado porque, según señalan, los Estados no asignan presupuestos como los que tales investigaciones requieren.

Entonces, me pregunto, si ya sabían que Craig Venter llevaba años trabajando en esto, ¿qué quieren? ¿que la Ciencia se detenga porque el Estado no le da los recursos necesarios? Me parece ingenuo que se piense así, como ingenuo me parece también que se logre que la tan cacareada Comunidad Internacional, ésa misma que en lo político mira para otro lado cuando le conviene, llegue a un acuerdo sobre esto.

Y, en caso de que tal acuerdo se lograra, es ingenuo pensar que todos lo respetarían, pues, al igual que ocurrió con la energía atómica, las armas químicas, las de destrucción masiva, y otros inventos o descubrimientos que podrían usarse para fines no éticos, esto que se ha logrado con el tal ADN será usado algún día, cuando alcance el necesario desarrollo, para, guste o no, la creación de un bebé de diseño, de humanos a la carta, de clonación de cualquier ser vivo, etc. Y quien escribió este segundo artículo sabe que será así.

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24/03/2016

Miguel G. Corral

Fabrican ADN artificial con los mínimos genes para la vida

La vida es cosa de pocos genes y de un millón de coincidencias físico-químicas, pero nadie ha sido capaz de explicarlas en su conjunto.

Por eso la pregunta básica de la Biología fundamental «¿Qué es la vida?» continúa sin respuesta tras siglos de estudios y experimentos. La Ciencia no puede contestar a una cuestión tan simple, pero sí puede jugar a modificar la vida y a crear nuevas formas al antojo del investigador. Y ahora también puede responder a la pregunta: ¿Cuál es el número mínimo de genes que necesita un ser vivo para crecer y reproducirse? Son 473.

Craig Venter, el científico que lideró con su empresa privada el Proyecto Genoma Humano, ha vuelto a revolucionar el campo de la Biología, en este caso de la Biología Sintética. Tras lograr en 2010 fabricar en su laboratorio el primer genoma completo construido pieza a pieza según las instrucciones que los investigadores le daban a un computador, e insertárselo a una célula bacteriana vaciada que conseguía tras la operación desarrollar su vida con normalidad, ahora ha dado un paso más allá.

Venter y su equipo —entre los que están el Premio Nobel, Hamilton Smith, y el pionero de la biología sintética, Clyde Hutchison III— han creado en el instituto que lleva su nombre, en La Jolla (California), un organismo vivo con el genoma más pequeño y con menor número de genes que cualquier forma de vida que habite nuestro planeta.

Se llama JCVI-Syn 3.0 (en honor al Instituto John Craig Venter y en referencia a su origen sintético), sólo tiene 473 genes, y la cadena completa de su único cromosoma circular de organismo procariota —aquéllos que no tienen núcleo celular, como las bacterias— está compuesto por poco más de 530.000 pares de bases (los ladrillos que conforman el ADN). El genoma humano alberga alrededor de 22.000 genes y tiene más de 3.200 millones de pares de bases.

Como en su anterior hito científico de 2010, los investigadores utilizaron como base un organismo natural, la bacteria Mycoplasma mycoides, una de las formas de vida más pequeñas del mundo. De hecho, Venter y su equipo trataron de utilizar el genoma más pequeño, el de Mycoplasma genitalium ya que contiene los componentes básicos para la vida en la menor cantidad de ADN posible. Sin embargo, la lenta velocidad de reproducción de esta bacteria dificultó el avance del trabajo y obligó a los científicos a optar por Mycoplasma mycoides como modelo de ADN y por Mycoplasma capricolum como receptor, ambas con tasas de reproducción mucho más rápidas que su congénere.

En esta investigación recién publicada en la revista Science han vuelto a utilizar el mismo procedimiento. Pero, en este caso, no han copiado la secuencia diseñada por la evolución durante miles de millones de años, sino que la han reducido a la mínima expresión apta para la vida. De alguna forma, Syn 3.0 —a diferencia de Syn 1.0 o Synthia, como fue bautizada en un juego de palabras entre el nombre de mujer Cynthia y la palabra sintético— es el primer organismo con una carga genética desconocida en la Naturaleza, 100% diseñada por el ser humano.

El proyecto Genoma Mínimo, dirigido por quien ha sido el primer firmante del reciente trabajo, Clyde Hutchison III, lleva cerca de dos décadas persiguiendo este objetivo, pero ha sido una presa escurridiza. Lo primero que hicieron Venter y Hutchison fue encargar a dos grupos de su instituto que trabajasen de forma independiente para fabricar un cromosoma con el número mínimo de genes necesarios para la vida. Ambos grupos utilizaron los conocimientos de genética y bioquímica disponibles en la literatura científica para construir su propuesta e introducirla después en una célula de M. capricolum desprovista de su carga genética original para comprobar si la célula podía crecer y reproducirse con éxito.

«La gran noticia es que fallamos», aseguró el pasado miércoles Craig Venter en una teleconferencia de prensa ofrecida por la revista Science y la Asociación Americana para el Avance de las Ciencias (AAAS, por sus siglas en inglés). Ninguna de las dos propuestas de genoma mínimo produjo una célula viable. «Me quedé sorprendido. Está claro que nuestro conocimiento actual de la Biología no es suficiente para sentarnos y diseñar un organismo vivo y construirlo», añadió el líder de la investigación.

La ardua selección de los genes

Así que tuvieron que optar por el camino largo: la prueba y error.

Los investigadores dividieron el genoma Syn 1.0 fabricado en 2010 —la copia sintética del genoma natural de M. mycoides— en ocho fragmentos a los que añadieron una secuencia determinada al principio y otra al final para poder identificar y reorganizar a su antojo los pedazos de ADN.

Eso les permitió eliminar fragmentos completos o quitar genes independientes a su antojo antes de reorganizar el cromosoma de nuevo e introducirlo en la célula vaciada para ver si el organismo podía o no vivir con normalidad. Si se eliminaba un gen y la célula no vivía, se trataba de un gen esencial para la vida.

De esta forma artesanal, uno a uno, fueron identificando el catálogo preciso de los genes imprescindibles. El Mycoplasma mycoides natural es un microorganismo bastante reducido de por sí, porque es un parásito intracelular de los mamíferos y toma todo cuanto necesita de su huésped. Tiene un tamaño algo superior al millón de pares de bases, y 901 genes. Venter y su equipo lograron reducir esa cantidad a 473, pero no sin abrir a su vez nuevas preguntas. De esos 473 hay 149 acerca de los cuales no tienen ellos ni la menor idea de para qué sirven. Aunque lo que sí saben es que si eliminas uno solo de ellos, la bacteria se muere.

«Los autores no explican en el trabajo qué hacen esos genes, porque no lo saben», dijo a este diario Miguel Vicente, profesor de investigación del Centro Nacional de Biotecnología del CSIC. Y es cierto, Daniel Gibson, uno de los autores principales del trabajo, lo reconocía durante la teleconferencia de prensa. «Estamos cerca de poder entender los genes mínimos que necesita una bacteria para crecer y dividirse, pero de momento tenemos explicación sólo para el 66% de los genes. Esperamos que pronto sea el 100%», dijo Gibson.

Otra de las críticas que ha recibido el trabajo tiene que ver con la propia Biología de los organismos. «No se puede definir un organismo o un genoma mínimo sin definir el medio en el que se va a desarrollar. Dependiendo de dónde esté, necesitará unos genes u otros», opina Miguel Vicente, quien no duda en resaltar el interés de la investigación: «Es un ejercicio de virtuosismo teórico, una demostración impresionante de técnica y de fondos dedicados a la investigación».

Con 531.000 pares de bases, el genoma mínimo diseñado por Venter no dista demasiado de las cerca de 600.000 que tiene el organismo más pequeño conocido, el Mycoplasma genitalium. Pero los investigadores aseguran en el trabajo que la gran ventaja —de cara a su posible aplicación en la biotecnología para el diseño de organismos útiles para la industria química, farmacéutica o para la biorremediación ambiental— es que M. genitalium crece tan lento que sus colonias tardan semanas en duplicar su tamaño, mientras que Syn 3.0 lo hace en tan sólo tres horas.

Receta para fabricar una célula de sólo 473 genes

1.- Se analiza con un programa informático en un computador la secuencia genética de la bacteria Mycoplasma mycoides para identificar los genes imprescindibles para el crecimiento y funcionamiento de la célula.

2.- Se fabrican las secuencias de ADN en el laboratorio a partir de sustancias químicas.

3.- Se unen estos fragmentos para construir el genoma sintético completo.

4.- Se integra el genoma fabricado en una levadura para obtener muchas copias del mismo.

5.- Se aíslan los genomas fabricados.

6.- Se trasplanta el genoma sintético a una célula vaciada de la bacteria Mycoplasma capricolum.

7.- Se observa el crecimiento de la célula para comprobar que se desarrolla con normalidad e identificar así los 473 genes imprescindibles para la vida.

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25/03/2016

Un hito científico que no debe llevar al hombre a creerse un dios

Desde que el hombre tiene conciencia de sí mismo ha sentido pulsión por romper las barreras de lo natural y jugar a emular a Dios.

El científico estadounidense Craig Venter, célebre por haber logrado desentrañar el genoma humano, puede presumir ya de ser quien más lejos ha llegado en ese intento, con un hito que promete revolucionar el campo de la biología. El equipo de Venter ha logrado fabricar una célula con ADN sintético que contiene los mínimos genes necesarios para que sea posible el milagro de la vida: un total de 473.

En su instituto de La Jolla (California), han sido capaces de crear ese organismo vivo, el más pequeño y básico que habita hoy sobre la Tierra, y el primero con una carga genética inédita en la Naturaleza y diseñado al 100% por el ser humano.

Estamos ante un paso de gigante en el terreno de la Biología Sintética, un hito científico de incuestionable relevancia. Y, aunque sus aplicaciones concretas se circunscriben aún a la esfera de lo teórico, los investigadores subrayan las enormes posibilidades que se abren en la biotecnología. Porque se antoja posible diseñar organismos útiles para las industrias química y farmacéutica, para la agricultura o la ciencia alimentaria, o para la recuperación de espacios medioambientales seriamente degradados. Por poner un solo ejemplo de aplicación concreta, estamos más cerca de poder crear bacterias sintéticas capaces de reabsorber toneladas de petróleo en entornos adversos marítimos tras el accidente de un carguero.

Ahora bien, sería ingenuo creer que un hallazgo científico así está exento de controversia. El debate bioético que se plantea debe llevar a una reflexión seria y profunda, no sólo en el seno de la comunidad científica, sino también en el conjunto de la sociedad. Porque, hasta ahora, en los importantes avances producidos en Biología, lo que se había logrado era reproducir fragmentos de genoma o cadenas de genoma completos existentes en la Naturaleza desde que se creara hace más de 3.500 millones de años, un tiempo que ha supuesto avances espectaculares para la Medicina.

Pero ahora, por primera vez, se ha creado una molécula de ADN inexistente. El equipo de Venter es pionero en la creación de un organismo vivo decidiendo qué genoma darle. Insistamos: nada puede estar más cerca de jugar a ser dioses. Y ello, como es obvio, genera también inquietud y muchas dudas de tipo ético.

Pongamos las cosas en su sitio: de momento estamos hablando de diseñar una bacteria a la carta, un organismo celular extraordinariamente simple. Pero es difícil no pensar que en un futuro lo que pudiera diseñarse en el laboratorio fuera un ser humano. Todavía, ciencia ficción, aunque, desde hoy, quizá un poco menos.

Creemos como principio que no se deben poner límites en el conocimiento y en la evolución científica, pero sí barreras éticas claras. Es una evidencia empírica que los mismos avances de la biotecnología que pueden contribuir a mitigar patologías como el cáncer o el Alzheimer pueden ser usados, por ejemplo, para la clonación humana reproductiva, lo que supondría un aberrante atentado a los más elementales principios de la ética.

En ese mismo sentido, cualquier científico tiene ante sí la enorme responsabilidad de asumir que no todo vale, y que el progreso humano deja de serlo cuando se transforma en desarrollo monstruoso. Dicho de otro modo, la selección genética —y no digamos ya la creación genética sintética— es admisible en tanto y cuanto sirva para fines biotecnológicos, pero no para aspirar a crear algún día bebés de diseño. Y a tal precepto moral debería supeditarse cualquier avance futuro en la legislación en esta materia, que, por pura lógica, debiera competer a toda la comunidad internacional.

Un último aspecto que suscita también debate en este apasionante asunto científico tiene que ver con la financiación y el control político. Venter, como tantos genios de cualquier especialidad científica, trabaja en centros privados. Esto —que en principio cabe asumirlo como inevitable y hasta necesario, por cuanto las partidas que pueden destinar los Estados a la investigación son insuficientes y demasiado limitadas— plantea algunas dudas morales.

Porque, ¿es lícito que un instituto privado pueda llegar a patentar para enriquecerse un hallazgo como el que hoy nos ocupa, cuando pone en juego principios de la Naturaleza que afectan a la colectividad humana? ¿No es una cuestión demasiado delicada como para que escape a un mayor control de las autoridades civiles? ¿No ahonda la brecha entre el primer mundo científico y todos los demás?

Como decíamos, es la hora de un debate serio que arroje las respuestas necesarias.

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