Por Felipe Barros, investigador del Centro de Estudios Científicos de Valdivia Septiembre 16, 2016

El flamígero John Craig Venter comunicó hace unas semanas que su instituto culminó la construcción de la célula más simple, una bacteria que vive y se reproduce independientemente con un mínimo número de genes. Sigue este anuncio al de la “primera célula sintética” en 2010, cuyo genoma fue sintetizado a partir de reactivos de químicos simples, conteniendo incluso los nombres en código de los participantes del proyecto y algunas citas célebres, como la de Richard Feynman: “What I cannot create, I do not understand” (lo que no puedo crear, no lo entiendo). Un objetivo del Instituto Venter es obtener organismos con capacidades específicas, por ejemplo, síntesis de anticuerpos medicinales o limpieza de derrames de petróleo, pero sus logros han tenido repercusiones más allá de la microbiología y más allá de la ciencia en general. Dos días después del primer anuncio, L’Osservatore Romano procedió a desmentir la afirmación de Venter.

cienciaEl origen de la vida es un misterio, pero no siempre fue así. En los dos milenios que duró el reinado de Aristóteles se asumía que la vida aparecía espontáneamente, todo el tiempo y en todas partes. Después de todo ¿quién no ha visto una fruta machucada cubrirse de moho, o algas creciendo en una piscina descuidada? En 1668, el italiano Francesco Redi hizo un experimento de simpleza genial. En un frasco colocó un trozo de carne, que al cabo de unos días hervía de larvas. En otro frasco, dispuso un trozo similar, pero bloqueó la entrada de moscas cubriéndolo con muselina. En el segundo frasco, no aparecieron larvas. Redi dedujo que las larvas no se originaban espontáneamente en la carne sino que procedían de las moscas. Al mismo tiempo, nos heredó el concepto de “experimento control”, uno de los cuatro pilares de la ciencia moderna. Dos siglos más tarde, Luis Pasteur terminó de jubilar a Aristóteles mostrando que la generación de bacterias requiere de bacterias. A esas alturas, ya circulaba El Origen de la Especies de Charles Darwin, y la idea de un ancestro común, que hoy sabemos vivió en nuestro planeta hace al menos 4.100 millones de años. En esta delgada capa verdosa que recubre nuestro planeta, somos todos parientes.

¿Cuál es la esencia de la vida? El proyecto reduccionista de Venter es un ejemplo de análisis top down, es decir, la eliminación sistemática de lo accesorio para quedarse con lo esencial. Pero esta estrategia, útil para la bioingeniería, no parece muy informativa cuando tratamos con procesos evolutivos. Ello aparece con mayor claridad cuando ya conocemos el ancestro y podemos compararlo con la versión actual. En el caso del computador, el ancestro conocido es la máquina calculadora de Babbage del siglo XIX. Ahora imagínese Ud. extrayendo partes a su laptop hasta que deje de funcionar: se va el mouse, se va el cable de poder, se va la carcasa, se van los puertos USB y los ventiladores. Luego se remueve la batería y allí finalmente el computador se apaga. Hemos llegado al “computador mínimo” y ¿se parecerá este a su ancestro? Para nada. La máquina de Babbage es un artilugio enorme, 5 toneladas de acero y bronce, sin plástico y sin silicio, sin cables ni circuitos, que funcionaba en código decimal alimentado con tarjetas perforadas y era energizado por los músculos del operador. En su versión más reciente, la célula sintética mínima, denominada JCVI Syn3.0, tiene 473 genes, simple comparado con los 25.000 de una célula humana y los 4.000 de la humilde Escherichia coli, pero aún inconmensurablemente compleja para nuestras capacidades analíticas. ¿Y qué tendrán que ver estos 473 genes con la célula ancestral? Quién sabe. Según proponen algunos expertos, es probable que la célula ancestral ni siquiera tuviera genes.
La forma final del entendimiento es la creación, es lo que nos heredaría Feynman en su último pizarrón.

Mientras los expertos se divierten recreando estos mundos posibles en sus mentes y laboratorios, los demás miramos al cielo estrellado y nos preguntamos ¿cuán universal es la vida? ¿Será el resultado de un evento accidental, único e irrepetible?

Otros hablan de análisis bottom-up o Aufbau. El avance de la biología sintética ha sido lento pero sostenido, una guerra de trinchera contra tabúes milenarios. La urea de Wöhler fue la primera molécula orgánica, “viviente”, creada en un tubo de ensayo. Luego vendrían otras más y más complejas, erosionando paulatinamente el mito de un material viviente y sagrado. El salto conceptual lo daría el soviético Alexander Oparin, quien, inspirado por Darwin y el hallazgo de metano en la atmósfera de Júpiter, imaginó a la vida surgiendo en una “sopa primordial”. De vuelta a la generación espontánea, sin intervención divina, pero en un evento histórico único. No parece casualidad que en Occidente fuese otro materialista dialéctico, John B. Haldane, quien propusiera una idea similar. La teoría de Oparin-Haldane, el origen de la vida en la Tierra a partir de material inanimado, o abiogénesis, resultó demasiado avanzada para su tiempo, y tendría que esperar otros 30 años para que un experimento la desenterrara del oscuro sótano de la metafísica. Stanley Miller, un estudiante de doctorado en el laboratorio del nobel Harold Urey, sometió una mezcla esterilizada de moléculas inorgánicas simples, metano, amoniaco, cianuro e hidrógeno a descargas eléctricas, simulando las condiciones atmosféricas de la Tierra primitiva, según se pensaba en esos años. Luego de una semana de operación se había acumulado un precipitado viscoso rico en moléculas complejas. Esto ya fue un hallazgo, pero lo más extraordinario del icónico experimento de Miller-Urey fue que se encontraron varios de los aminoácidos presentes en las proteínas. El 25 de mayo de 1953 el Time Magazine publicó un artículo titulado Semi-creation, y Stanley Miller saltó al estrellato. Repentinamente, la respuesta parecía al alcance de la mano.

El experimento Miller-Urey fundó al Origen de la Vida como ciencia experimental. El campo ha crecido y se ha diversificado, atrayendo físicos, matemáticos, químicos, astrónomos, médicos, biólogos y hasta a un abogado. Inspirada por el diario descubrimiento de planetas extrasolares, es una ciencia en ebullición creativa. Así como hay una historia pero muchas formas de contarla, la Tierra primordial es una diversidad de mundos imaginarios descritos en términos exóticos y sugerentes: coacervados, micelas lipídicas, arcillas catalíticas, hielo eutéctico, el mundo RNA, priones, el mundo hierro-azufre, fumarolas ácidas, roca serpentinizada, quemiosmosis. ¿Qué habrá sido primero, la información, el metabolismo, o quizás la energía? Mientras los expertos se divierten recreando estos mundos posibles en sus mentes y laboratorios, los demás miramos al cielo estrellado y nos preguntamos ¿cuán universal es la vida? ¿Será el resultado de un evento accidental, único e irrepetible? O, por el contrario, ¿será la vida un estado más de la materia que evoluciona en un universo que se enfría, tan inevitable como la formación de átomos y moléculas? En el primer caso, estamos solos y la biología no es más que historia. En el segundo, estamos en abundante compañía, la biología es tan universal como la física, y la historia quizás también sea una ciencia universal. ¿Por cuál votaría Ud.?

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