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Reportaje:

Viaje al origen de la vida

Cinco años después de haber logrado la descodificación del genoma, Craig Venter da la vuelta al mundo en barco. Va de pesca. Quiere recopilar la dotación genética de multitud de microorganismos marinos para completar el árbol genealógico de la evolución y cambiar el curso de la historia.

El estado mayor de una expedición de 14 millones de dólares se dispone a analizar la situación. Andan descalzos, y visten pantalones cortos y camisas hawaianas. El tiempo discurre lento esta tarde en el puerto de Sidney mientras el yate Sorcerer II (Mago II) se balancea sobre las aguas. En el orden del día: la programación del itinerario. Están buscando la mejor ruta para las próximas etapas de un viaje alrededor de la Tierra.

La tripulación hojea atlas y guías, estudia las corrientes, mide distancias. "¿Dónde está exactamente Mozambique?", pregunta alguien. "¿Hay estabilidad política en Tanzania?", "¿hay comunicación aérea con la isla de Navidad?". Suena a una vuelta al mundo para millonarios, pero en realidad el objetivo de este viaje no es otro que revolucionar la ciencia.

"Quiero hacer posible lo imposible. Quiero recopilar todas las formas de vida"

"Cambiaremos el curso de la evolución. Daremos soluciones a la escasez de energía"

"Necesitamos algo así como robots que puedan ensayar con genes; el genoma sintético"

Durante este periplo un hombre quiere pescar millones de genes en el océano, el patrimonio hereditario de los microbios marinos. Estos seres diminutos han dado origen a las restantes formas de vida más complejas, son el origen de nuestra existencia. De lo que se trata es de utilizar los microorganismos como materia prima para llevar a cabo descubrimientos que ayuden a solucionar algunos de los problemas de la humanidad, como la contaminación ambiental y la escasez de energía.

Al final de los casi cuatro años de navegación, el dueño del Sorcerer II quiere presentar a los investigadores un "mapamundi de los genes" digital que muestre en qué aguas se ha encontrado cada uno de los acervos genéticos. Más: este mapamundi permitirá llenar las últimas lagunas en la historia de la evolución, culminando la obra de Darwin. Se trata de algo grande, revolucionario y visionario, como todo lo que emprende J. Craig Venter, médico e investigador genético, de ojos azules, barba gris de marinero, Rolex de oro y 25 títulos de doctor honoris causa.

Este científico de fama planetaria está casi sumergido en el sillón de su yate de cinco millones de dólares concentrado en definir cuáles serán las próximas estaciones de su vuelta al mundo y cavilando: ¿debería probar el pastel de chocolate con nata o mejor no? Desde un punto de vista genético, no resulta nada recomendable. "Demasiada grasa". El problema está en su gen APOe4, responsable de que tenga un alto riesgo de llegar a padecer enfermedades cardiacas. Pero ¿cómo ha llegado a enterarse de eso? Bueno, no hay que olvidar que su herencia genética ha sido descodificada casi por completo, nos comenta Venter al tiempo que coge un trozo de pastel. Sin nata.

J. Craig Venter fue uno de los donantes de ADN cuando a finales de los noventa se secuenció el genoma del Homo sapiens. Descubrir la secuencia de las bases de adenina, guanina, citosina y timina de la dotación genética humana que son capaces de determinarlo todo es la condición previa para investigar cuáles de estas combinaciones de bases interactúan dotando al ser humano de determinadas características, y definiendo la estructura y las funciones de su organismo. La secuenciación del genoma es para muchos científicos más importante que la llegada del hombre a la Luna. Estaba previsto culminar este proceso en 15 o 20 años, pero Craig Venter lo logró en tan sólo tres con su empresa Celera, sirviéndose de su famoso método para rastrear genes a gran velocidad, que tanta polémica suscitó al principio. Hace cinco años, a finales de junio de 2000, anunció el sensacional acontecimiento en la Casa Blanca junto a Francis Collins, del proyecto estatal Genoma Humano.

El investigador se enriqueció rápidamente. El valor de sus acciones en Celera alcanzó los 952 millones de dólares. Venter se convirtió en el chico malo del gremio, despreciado por su enorme arrogancia, temido por su obstinación y tendencia a arriesgarse, y objeto de burla por su impaciencia. Se le llamaba el "guerrero del gen", "Darth Venter", y algunos se alegraron cuando en 2001 la cotización de Celera cayó en picado, cuando su dueño tuvo que dejar la empresa y cuando fracasó su matrimonio.

Venter se lamentó durante un año y después invirtió 100 millones de dólares en un nuevo instituto de investigación que lleva su nombre. Naturalmente está convencido de que se merece un Nobel. Asimismo da muestras de una ambición insaciable: "Quiero hacer posible lo imposible. Quiero recopilar todas las formas de vida". Y como este entusiasta de la vela deseaba dar la vuelta al mundo desde hacía tiempo, pasó a considerar todos los océanos del mundo como campos de pruebas, convirtió sus viajes en expediciones y su yate en barco científico. Se hizo instalar dos sencillos tanques de agua y una instalación de filtraje. Enroló a una tripulación amable, así como al joven microbiólogo Jeff Hoffman. "Una oportunidad como ésta sólo se tiene una vez en la vida", dice radiante Hoffman.

Estaba previsto que la expedición durara dos años y les llevara desde la costa este de Canadá hasta las regiones más bellas del planeta a lo largo de 25.000 millas. Pero el plazo ya ha expirado, y Venter prevé de un año y medio a dos años de prórroga. El mal tiempo y las reparaciones han puesto patas arriba el calendario. Ahora el equipo de la expedición está detenido en la gran barrera de coral. Además del trabajo diario, el programa incluye actividades más relajantes: buceo, surf y fiestas nocturnas bajo el cielo estrellado del trópico. A Craig Venter le halaga que le envidien. El rumbo del Sorcerer II sigue las rutas de dos grandes descubridores: el naturalista inglés Joseph Banks y Charles Darwin, en los siglos XVIII y XIX. Darwin recogió pinzones en las Galápagos, descubrió un pájaro andante en Argentina y finalmente redactó su revolucionario El origen de las especies. Darwin se atormentaba con sus conocimientos y temía las preguntas de su piadosa mujer, Emma, pero no lo quedó más remedio que cuestionar a Dios.

Craig Venter está aplicando las teorías de Darwin en el plano de la microbiología. Y Dios no le supone ningún problema. "Toda la vida tiene el mismo origen", dice, "porque algunos genes existen en cada ser vivo de este planeta, ya sean bacterias u hombres. Esto significa que todos tenemos los mismos antepasados. La evolución es un hecho, no una teoría. Darwin tenía razón".

Pero Venter pretende llegar más lejos que Darwin. No sólo quiere observar, quiere intervenir. Al timón de su yate exclama: "¡Cambiaremos el curso de la evolución! ¡Por el bien de la humanidad, evitaremos la catástrofe planetaria! ¡Encontraremos soluciones para la escasez de energía!".

Su razonamiento es desconcertantemente simple: la vida proviene de los océanos, y éstos están llenos de microorganismos, los seres vivos más importantes de la Tierra. Pueblan el planeta desde hace 3.800 millones de años y constituyen la base de las demás formas de vida. Los microorganismos sobreviven donde nada más lo logra. Se hallan en aguas sulfurosas en ebullición en las profundidades del océano. Resisten fríos intensos y el bombardeo incesante con radiaciones altamente radiactivas. Absorben inmensas cantidades del dióxido de carbono responsable del cambio climático y bombean carbono desde el fondo del océano. Pero, ante todo, almacenan gran cantidad de energía solar, respetuosa con el medio ambiente.

Los microorganismos son los auténticos multitalentos del planeta. Se calcula que existen entre 10 y 100 millones de especies diferentes. Sólo unos 5.700 se han investigado del todo. Según el plan de Venter, si se logran capturar y descodificar los genes de los seres diminutos de los océanos, si se logra comprender la química de sus estrategias de supervivencia, podrán aprovecharse estas dotaciones genéticas para fines industriales. En un futuro se podrían utilizar genes de bacterias para eliminar residuos radiactivos o para limpiar aguas contaminadas. Todo ello ya se está probando. Pero, ante todo, se debería de utilizar la caza de microbios para encontrar en los próximos 30 años productores de energías alternativas y ponerlos en funcionamiento. Biofotolisis es una de las palabras mágicas. Con ayuda de esta técnica, las bacterias producen un portador energético, como el hidrógeno. Pero nadie sabe bien cómo.

Es sólo una esperanza temeraria de alcanzar la seguridad energética y un negocio millonario, pero basta para que el Ministerio de Energía de EE UU invierta en los próximos dos años 155 millones de dólares en la investigación genética de microorganismos y al tiempo financie la expedición de Venter. Arístides Patrinos, director de investigaciones biológicas y de medio ambiente del Ministerio de Energía de EE UU, opina: "Venter vuelve a revolverlo todo. Su expedición contribuirá, además, a perfilar una nueva imagen de la naturaleza. Los primeros resultados son asombrosos. No esperábamos tanta diversidad. Tiene el valor y la tecnología para descodificar millones de genes".

Los complicados aparatos que Venter necesita para la caza de genes están en el recién estrenado Instituto J. Craig Venter, en la calle de la medicina de Rockville, al norte de Washington. Sin embargo, a bordo del Sorcerer II no se utiliza mucha alta tecnología. Aproximadamente cada 300 kilómetros, el yate se detiene. Entonces, Jeff Hoffman introduce una manguera en el mar, bombea 200 litros de agua marina en un tanque de plástico y lo filtra durante cinco horas. El resultado, pedazos redondos de papel llenos de microorganismos, va a parar al congelador, donde permanece, rodeado de pizzas y helados, a 20 grados bajo cero, hasta que lo mandan en avión a Rockville. Allí empieza el trabajo de precisión: la jefa del laboratorio de Venter, Cynthia Pfannkoch, trocea los papeles y retira todas las estructuras celulares hasta que sólo queda ADN en solución. Bajo la presión de gas nitrógeno, las largas moléculas de ADN se desmiembran en secuencias. Queda un líquido transparente que se envasa en botellas.

La descodificación genética de las secuencias de ADN requiere todavía otros cinco días en el centro tecnológico de Venter, en la plaza de la investigación de Rockville. Allí trabajan 100 biotecnólogos, expertos en programas informáticos e ingenieros. Reproducen las secuencias de ADN; luego las lavan, las centrifugan y las filtran en un proceso secreto, hasta que sólo queda ADN puro. Porque sólo el ADN puro puede ir a parar a la sala de máquinas. Allí hay 100 máquinas de secuenciación, en las que potentes láseres exploran las secciones de ADN marcados cromáticamente. Cada día, esta máquina descifra 100 millones de pares de bases, escupe nuevos juegos de datos gigantescos y los introduce en bases de datos genéticas. Todos pueden consultarlas: investigadores, Gobiernos, farmacéuticas. Es la química de los océanos. Así es como surge el mapamundi digital de los genes ideado por Venter.

En el verano de 2002, Venter emprendió un viaje de pruebas al mar de los Sargazos, en las islas Bermudas. El resultado más sorprendente: sólo en las seis primeras muestras se encontraron más de 1,2 millones de genes nuevos, casi diez veces más de los conocidos hasta entonces. Entre ellos había 782 genes de fotorreceptores. Con su ayuda, diminutos habitantes marinos consiguen abastecerse de energía solar. También se encontraron 50.000 genes nuevos para el procesamiento del hidrógeno. "Hasta ahora, todos los intentos de obtener energía de la luz solar o del hidrógeno no han tenido demasiado éxito", explica Venter. "Creo que la biología va cambiar esto de raíz. Y yo facilito el material necesario para ello". La revista Science ya considera el estudio piloto de los Sargazos como un éxito.

Desde agosto de 2003, el Sorcerer II está en travesía, y todos a bordo están convencidos de que están haciendo algo importante para la humanidad: el capitán Charlie Howard, que de lo contrario estaría paseando a clientes ricos por el Caribe; Brooke Hill y Cyrus Foote, los marineros interesados en biología marina, y Jeff Hoffman, el biólogo. De vez en cuando, Venter llega en avión y se queda un par de semanas, o sólo unos días, disfrutando del sol, el viento y las olas, y conectado a Internet.

Venter espera haber descubierto al menos ocho millones de genes a finales de este año. Pero ¿qué pueden hacer los biólogos con este torrente de datos?, ¿quién se leerá el mapa mundial de los genes? Venter responde, suficiente: "Aun cuando todos los biólogos del planeta dedicaran el resto de sus vidas a mis datos, no llegarían lejos. Necesitamos nuevas herramientas. Algo así como robots que puedan ensayar con genes. Necesitamos el genoma sintético".

La idea de Venter: primero se retira toda la dotación genética de una célula y luego se inserta en esta célula en blanco un genoma artificial que posea las funciones vitales a fin de volverla a la vida. Si luego implantáramos genes adicionales en esta célula artificial podríamos entender rápidamente su función y podríamos utilizarlos con un objetivo determinado. En dos años, Venter quiere presentar una bacteria artificial. "Los beneficios serán mayores que el peligro en potencia. Toda ciencia alberga peligros. Nuestros descubrimientos cambiarán el mundo. Incluso yo llegaré a verlo".

J. Craig Venter tiene 58 años. Todavía quiere el Premio Nobel.

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En cada una de nuestras células hay un ejemplar del proyecto estructural de nuestros organismos: el genoma. Se compone de la totalidad de nuestros genes. A su vez, los genes son secciones del ADN (ácido desoxirribonucleico), una molécula gigante que parece una escala de cuerda torcida. Los peldaños de esta escalera están compuestos por dos de las cuatro bases químicas: adenina, guanina, citosina y timina, cuyas abreviaturas son A, G, C y T. La secuencia de estas bases, denominadas letras genéticas, constituye la información genética. Es la encargada de que se formen determinadas proteínas que regularán directa o indirectamente el resto de fenómenos que tendrán lugar posteriormente en el organismo.

La biología triunfó hace cinco años, o eso creen los científicos, con la total descodificación de los 3.000 millones de componentes químicos del patrimonio hereditario del ser humano. En un acto solemne en la Casa Blanca, Bill Clinton dijo entusiasmado que el hombre podía leer por vez primera "el plan de la creación divina".

¿Qué ha quedado de esta euforia? ¿En qué lugar se encuentra la investigación genética? "Es verdad que ahora conocemos la estructura del genoma. Pero seguimos sabiendo muy poco acerca de cómo funciona", dice Andreas Gal, director del Instituto de Genética Humana de la Universidad de Hamburgo. Una investigadora en genética describe así el desafío: "Imagínese la obra completa de Shakespeare, pero sin espacios entre las palabras. Y además sin saber nada de gramática ni de inglés".

Pero aunque puede que los científicos necesiten decenios para entender del todo nuestro genoma, en la actualidad ya sacamos provecho del trabajo de los investigadores en genética, ante todo en tres campos.

El primero, el aumento del conocimiento. Con la secuenciación del genoma se ha logrado corregir la cifra aproximada de genes humanos de más de 100.000 a apenas 30.000. Y hoy sabemos que su modo de funcionamiento es más complejo de lo esperado. El que un hombre esté enfermo o sano no depende sólo de la sucesión de los componentes del ADN. Tan importante es cuándo y bajo qué condiciones se activan los genes. Si se activan o desactivan en un momento inadecuado pueden originarse enfermedades como el cáncer. En este aspecto, el ADN se parece a una orquesta sinfónica. Los músicos no sólo han de dar las notas correctas, sino que además deben entrar en el momento preciso.

El segundo, la detección de mutaciones que pueden ser indicio de enfermedades hereditarias: basta con una placa del tamaño de un sello en la que están adheridos los recortes de ADN. Los investigadores no necesitan más que estos chips genéticos para descubrir enfermedades en las que un único gen ha mutado. Una mutación de este tipo, oculta en la herencia genética, puede originar un día una atrofia muscular o el baile de San Vito.

Y el tercero, los avances terapéuticos: si se sabe qué genes desencadenan una enfermedad genética, se puede intentar combatirlos de raíz. En el caso de unas pocas dolencias, los médicos ya pueden intercambiar genes defectuosos por sanos. Pero, ante todo, celebran los primeros éxitos con medicamentos cuyos efectos neutralizan las consecuencias de determinadas mutaciones en el organismo.

Los científicos quieren descubrir luego los desencadenantes de enfermedades comunes. No es fácil, porque la propensión a la hipertensión o la diabetes en la vejez no se debe sólo a una mutación genética, sino a la acción conjunta de muchas. También desempeñan factores diferentes, por ejemplo, si preferimos comer patatas fritas o ensalada.

Para entender estas interrelaciones, los investigadores están descodificando todas las proteínas del organismo. Comparada con esto, la secuenciación del genoma fue cosa de niños: hasta ahora se han desentrañado sólo unas 6.000 de las más de 250.000 proteínas humanas.

* Este artículo apareció en la edición impresa del Domingo, 16 de octubre de 2005

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