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Biología Evolutiva

Esos extraños animales

Viaje a las Fronteras de la Ciencia

De cerditos fluorescentes a gallinas que producen interferón humano, un medicamento muy difícil de conseguir. Una incursión en el extraño mundo de la genética.

En este viaje vamos a encontrarnos con unos simpáticos cerditos que, a primera vista, parecen muy normales, salvo que… ¡tienen morros y pezuñas fluorescentes! No, no se los han pintado. Han nacido con morros y pezuñas fluorescentes y se han convertido en un hito de la ciencia, porque con su material genético nunca hubieran podido tener esas pezuñas tan brillantes. Ésa es en realidad una propiedad que tienen ciertas algas marinas y lo que han hecho en este caso los investigadores ha sido introducir en los embriones de estos cerdos algunos de los genes de esas algas. Resultado, un nuevo animal ciertamente singular.

No es que queramos hacer monstruos. Con estos experimentos, lo que buscamos es averiguar las reglas del desarrollo biológico. ¿quién nos dice que dentro de 500 años no podremos desarrollar alas?

Estos cerditos fluorescentes son ya historia y forman parte de la extensa fauna de experimentación que los científicos han creado en el laboratorio para tratar de desentrañar las reglas de la biología, una fauna que incluye pollos de tres patas, moscas sin alas, ranas traslúcidas, peces transparentes, vacas resistentes a los estafilococos y monos con el pelo brillante. En el museo del Massachusetts Institute of Tecnology (MIT) podemos contemplar varias colonias de peces cebra, todos de diferentes colores y formas, y ninguno igual al que produjo la naturaleza. Seres creados en el laboratorio. ¿Adónde nos lleva todo esto? Nos lo van a explicar dos científicos que comparten premio y pasión: hoy, el profesor Ginés Morata, investigador del Centro de Biología Molecular CSIC-Universidad Autónoma de Madrid; en el capítulo de mañana, Robert Langer, que dirige uno de los equipos más potentes del MIT de Estados Unidos, ambos ganadores del premio Príncipe de Asturias de Investigación: Morata en 2007 y Langer en 2008. Morata investiga los mecanismos básicos de la biología del desarrollo. Langer trabaja en sus aplicaciones más punteras, ingeniería de tejidos y nanotecnología.

Encontramos al profesor Morata en el palacio de la Magdalena de Santander, sede de la Universidad Menéndez Pelayo, que celebra los 75 años de su fundación, en un curso sobre las ciencias de la vida en el siglo XXI.

Pregunta. Cerdos fluorescentes, pollos de tres patas: ¿cómo ha sido todo esto posible, profesor Morata?

Respuesta. Ha habido tres hitos que han cambiado la forma de ver la naturaleza. El primero, la teoría de Darwin sobre el origen común de todos los seres vivos. El segundo hallazgo es que, si compartimos un origen común y ahora somos diferentes, ha tenido que haber un vehículo de cambio evolutivo común a todas las especies. Ese vehículo es el ADN, una molécula generalmente estable, pero que a lo largo de millones de años de evolución se ha modificado para generar la gran diversidad de seres que hay en el planeta. Y el tercer gran descubrimiento ha sido que todas las formas biológicas compartimos gran parte de ese material genético.

P. ¿Hasta cuánto compartimos?

R. Pues, por ejemplo, los humanos compartimos un 60% de nuestro ADN con las moscas, más de un 80% con los ratones y un 98% con los chimpancés. Hay 50 millones de especies animales distintas y, a pesar de esa enorme diversidad, todas tienen una unidad organizativa básica común, un diseño común, en todos funcionan los mismos genes. Por eso todos los animales tienen los ojos en la parte anterior del cuerpo.

P. Y por eso los cerdos, de momento, no necesitan morros fluorescentes…

R. No es que queramos hacer monstruos. Con estos experimentos, lo que buscamos es averiguar las reglas del desarrollo biológico. Todos los organismos son susceptibles de convertirse en quimeras, porque se puede mezclar parte de su dotación genética. Podemos rediseñar un organismo porque, en realidad, las patas de una mosca se forman igual que las patas de un ratón, aunque sean especies diferentes. Por eso podemos hacer que una mosca desarrolle patas en lugar de alas.

Cierto, se puede hacer eso y mucho más. Se puede coger un embrión de mosca, y en el lugar donde tienen que salir las alas, se pueden poner genes que en un ratón producirían ojos. ¿Qué tendremos? Pues ojos en lugar de alas. Cuatro, ocho ojos, que no pueden ver, obviamente (¿se imaginan una mosca así, delante de nuestro plato, mirándonos fijamente?), porque para ello tendrían que insertar algo más que unos cuantos genes, pero todo se andará…

P. Puestos a manipular, la mitología puede inspirarnos mucho, ¿no cree? Centauros, sirenas… O tal vez algo más sencillo, algo con lo que tantas veces soñó Leonardo da Vinci: alas para volar. ¿Será algún día posible, profesor Morata?

R. De momento, lo que hemos hecho es romper el paradigma anterior. Con la biología molecular, la humanidad dispondrá por primera vez, en un periodo de tiempo que en términos evolutivos es muy corto, de herramientas que le permitirán modificarse a sí misma biológicamente. Podemos rediseñarnos. Si podemos modificar el ADN, ¿quién nos dice que dentro de 500 años no podremos desarrollar alas? Hace sólo 200 que empezamos a desarrollar las herramientas tecnológicas que han hecho posible la sociedad industrial, con los satélites, los móviles, la televisión, las naves espaciales. Si en 200 años hemos hecho todo esto, ¿qué no podrán dar de sí 200 años de ingeniería genética? Piense…

P. Pero nosotros no volaremos…

R. Me temo que no. En términos biológicos, es terriblemente frustrante tener que morir. Porque estoy seguro de que los hijos de mis nietos van a ver un mundo completamente diferente. El desarrollo de la biología puede cambiar el paradigma de la vida, puede llegar a cambiar el aspecto de las personas. Me gustaría despertarme dentro de 1.000 años. Es muy posible que los humanos de entonces ni siquiera se parezcan mucho a nosotros.

Llegados a este punto, se impone un receso. Porque si ésta es la perspectiva, necesitaremos conceptos, comprender las reglas de ese mundo de mutaciones que está por llegar. Necesitaremos un lugar tranquilo, así que nos vamos de nuevo a Harvard. Atravesamos el patio central, dejamos atrás la famosa estatua de las tres mentiras y torcemos a la derecha. Ahí está, la escalinata de la Harvard Library, literal y metafóricamente, el templo del saber.

Bien, ya estamos situados. La cuestión era: ¿cómo es posible semejante revolución? Porque la ciencia ha logrado penetrar en el libro de la vida. Todos los seres vivos están formados a partir de un libro de instrucciones que lo determina todo. Ese libro es el ADN y está escrito en un alfabeto de sólo cuatro letras, las cuatro bases o componentes químicos esenciales. Se llaman adenina, guanina, citosina y tiamina, pero lo que importa es que, combinados estos elementos, se forman genes, como las letras forman palabras. La misión de los genes es producir las proteínas que intervienen en cada una de las funciones del organismo. Y así como la combinación de palabras forma frases con sentido, la combinación de genes da lugar a funciones complejas. Y de la misma manera que un libro está dividido en capítulos, el genoma está divido en cromosomas.

Como saben, nuestro libro tiene 46 capítulos o cromosomas y unos 30.000 genes que regulan alrededor de 100.000 proteínas. Pero los humanos no somos los seres más complejos de la evolución. Algunos protozoos tienen más genes que nosotros. De lo que se deduce que lo importante no es el número de genes, sino cómo se combinan. En todo caso, todos partimos de una primera célula, la que formaron el óvulo y el espermatozoide, en cuyo núcleo quedó inscrito el libro de nuestra existencia. Todo está ahí. Todo lo que somos y lo que podemos llegar a ser está en ese libro.

Y ahora, preparen su imaginación, porque la van a necesitar: desde las primeras células del embrión, cada vez que una célula se divide para formar otra nueva, hace una copia exacta de todo el ADN. Sí, cada célula de nuestro organismo tiene en su núcleo el libro entero, aunque sólo se activan en cada caso los genes necesarios para la función que esa célula tiene programada. Y ahora imaginen: si cogiéramos el ADN que hay en una sola de nuestras células y lo estiráramos como si fuera un hilo, obtendríamos una hebra ¡de dos metros de longitud! Llevamos un ovillo de dos metros en el interior de cada uno de los 10.000 billones de células que forman nuestro cuerpo (sí, han leído bien: billones), de modo que si pusiéramos todo el ADN de todas las células de nuestro cuerpo alineado en forma de hebra, tendríamos un filamento que podría llegar a la Luna y volver a la Tierra, ¡no una, sino varias veces!

Quien ha hecho estos cálculos es un hombre muy apreciado en la Universidad de Harvard, donde se formó como filósofo. Es Daniel C. Dennett, nacido en Boston en 1942 y actualmente director del Centro de Estudios Cognitivos de la Universidad de Tufts, en Massachusetts. Con su barba blanca y maneras pausadas, es autor de varios libros que han tenido un gran impacto.

Si recuerdan, todo esto venía a cuento de aquellos cerditos con pezuñas fluorescentes y aquellas moscas con ojos en las alas. Pues bien, ello ha sido posible porque en los últimos veinte años, los biólogos han sido capaces de leer el libro básico de la vida e intercambiar palabras entre distintas especies. Y si ya Darwin señaló que la clonación natural aceleraba la evolución, Dennett considera ahora que la ingeniería genética va a ser “el gran acelerador” de la evolución.

¿Adónde nos llevará todo esto? Es difícil de imaginar. Pero ya tenemos plantas con genes de luciérnaga que brillan en la oscuridad, frutos resistentes a diferentes microorganismos y bacterias que producen energía. Tenemos miles ratones y otros animales transgénicos creados para reproducir y estudiar enfermedades humanas. Y hasta animales capaces de producir medicamentos y transferir esa propiedad a sus descendientes. En el Instituto Roslin de Edimburgo, el centro en el que Ian Wilmut consiguió en 1996 clonar a la ovejita Dolly, la investigadora Helen Sang ha conseguido crear una gallina transgénica que produce interferón. Es una gallina ponedora a la que se han introducido genes humanos, de manera que la clara de sus huevos contiene una apreciable cantidad de interferón humano, un medicamento muy difícil de conseguir.

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