¿Qué es la vida? ¿Cómo se originó? ¿Cómo evoluciona? ¿Es posible sintetizarla? Estas son algunas de las preguntas en torno a las que se han agrupado casi un centenar de científicos en una red denominada LifeHub CSIC. Intentan encontrar las respuestas a los grandes enigmas de la vida, entender los principios que la caracterizan y “fabricarla”, crear estructuras biológicas con propósitos específicos. El coordinador de este grupo, Fernando Casares, investigador del Centro Andaluz de Biología del Desarrollo (CABD), asegura que no es una quimera.
Víctor Frankenstein, el personaje ideado por Mary Shelley, se obsesionó con “los secretos del cielo y la tierra” para desentrañar “la misteriosa alma del hombre”. Frankenstein crea un cuerpo a partir de distintas partes de cadáveres. LifeHub comparte esa esperanza de desvelar el misterio de la vida, pero a partir de unir distintas miradas de investigadores de todos los ámbitos.
Casares explica que el grupo “ve la vida como un fenómeno a muchas escalas” y que las respuestas tienen que venir de la “combinación de experiencia y capacidad”: “Estamos acostumbrados a un único tipo de vida, de la que estamos hechos nosotros, la vida orgánica; pero es posible que, pensando de manera más abstracta qué características tiene, y no necesariamente la hecha con carbono, consigamos saber cuáles son los principios que la caracterizan. Es posible que se pueda llegar a conjeturas bastante plausibles y nos permita también pensar en otros escenarios fuera de la Tierra”.
En este sentido coinciden con el biólogo Jordi Bascompte, quien considera que “la vida es casi inevitable cuando se dan las condiciones de contorno adecuadas y, por lo tanto, es muy probable que, dado el gran número de planetas con las condiciones adecuadas, se pueda esperar que haya vida en otros planetas”.
Y también tienen relación con el metaverso, el mundo virtual por el que apuestan Facebook, Google y Microsoft. En este sentido, Casares comenta: “Igual hemos inventado ya la vida y la hemos puesto a funcionar sin darnos cuenta. Son vidas electrónicas que dependen de nosotros, que circulan por internet, que se replican, que cambian, que consumen espacio. A lo mejor existe ya una vida que no es orgánica y que no la identificamos como tal porque no están hechas de carne y hueso”.
Es posible construir estructuras que pueden tener funciones a medida que comprendamos mejor cómo determinados compuestos químicos se van estructurando dentro de las células y las comunicaciones de unas con otras.
Pero también hay un objetivo en el ámbito orgánico: fabricar vida más allá de lo conseguido por la biotecnología desde que Craig Venter (uno de los padres del genoma humano) anunciara en 2010 la creación de la bacteria Mycoplasma mycoides JCVI-syn1.0, la primera célula sintética cuyo genoma se sintetizó en un tubo de ensayo.
El coordinador del grupo científico asegura que “mucha gente está investigando no tanto para generar o para reproducir lo que ya existe por selección natural, sino para hacer estructuras parecidas a células hijas diseñadas con propósitos específicos, hacer células a la carta”.
El grupo de científicos quiere ir más allá, “reproducir propiedades de la vida a la carta, construir estructuras que pueden tener funciones”. “Creo que es posible”, asegura Casares, “a medida que comprendamos mejor cómo determinados compuestos químicos se van estructurando dentro de las células y las comunicaciones de unas con otras. No veo ningún impedimento teórico”.
Thomas Carell, de la Universidad de Múnich presentó hace cinco años en Science unas rutas químicas eficaces que pudieron conformar la sopa primigenia de la que surgió la vida. Pero para los científicos del LifeHub, según Casares, ni siquiera es necesario: “Nos podemos saltar perfectamente las primigenias y las reacciones químicas que se produjeron para, directamente, partir de componentes de la química que tenemos hoy. No necesitaríamos utilizar los mismos materiales de construcción”.
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Diez becas para jóvenes investigadores
Esos objetivos finales para entender y fabricar la vida ya tiene un primer proyecto: el proteoma oscuro. El Consorcio T2T publicó el pasado 3 de junio “la primera secuencia completa de un genoma humano”. Pero advierte Casares que, el número de proteínas que un genoma podría producir y de las que no sabemos prácticamente nada puede ser del 30% o el 40%”. Esta zona desconocida es el objetivo del proteoma oscuro.
César de la Fuente, premio Princesa de Girona de investigación científica y profesor de bioingeniría en la Universidad de Pensilvania (EE UU), acaba de identificar en el proteoma 2.603 péptidos (moléculas que forman los aminoácidos) con funciones biológicas no relacionadas con el sistema inmunológico y que, sin embargo, poseen actividad antiinfecciosa. En referencia a estas zonas desconocidas del cuerpo, explica: “El ADN basura, durante muchos años, se pensaba que no tenía ninguna función y luego, a lo largo de los años, hemos aprendido que sí, que tiene funciones. Esto es un poco igual: siempre estaba ahí, pero no teníamos herramientas para encontrarlo para buscarlo”.
Lloyd Smith, profesor de Química en la Universidad de Wisconsin-Madison, propone en una nueva revisión de Science Advances del pasado viernes, un Proyecto Proteoformo Humano para describir el conjunto completo de formas de proteínas expresadas a partir de los aproximadamente 20,000 genes codificados en el genoma humano. El proyecto supondría, según Smith, “un paso fundamental en la investigación”. Neil Kelleher, coautor del trabajo afirma: “Este emocionante proyecto a gran escala se organizará de manera similar al genoma humano para proporcionar la información crítica que une el genotipo y la enfermedad humana”.
Este trabajo abre muchos caminos, desde estrategias terapéuticas a predicción de enfermedades o la comprensión de las conexiones neuronales. Para revelar la diversidad completa del proteoma humano y su importancia biológica, Smith y su equipo proponen elaborar un atlas “extenso y de alta calidad, catalogando una familia de proteoformas para cada gen”. Según el investigador, “incluso los genes más estudiados tienen proteoformas desconocidas”. Smith señala la importancia del uso de nuevas tecnologías, como la desarrollada por De la Fuente.
El proyecto iniciado en el CSIC es abierto y espera contar con nuevos jóvenes investigadores, según relata al CSIC la vice-coordinadora de LifeHub, Eva García, investigadora del Instituto de Catálisis y Petroleoquímica (ICP). Para conseguirlo, se convocarán 10 becas JAE Intro, dirigidas a estudiantes universitarios con interés en iniciar una carrera investigadora. En este sentido, García explica que se trata de “dar una formación única y atraer talento de otra manera”. Y añade: “Ellos [los jóvenes] tienen las ideas más nuevas y por eso tienen que ser uno de los motores de todas estas iniciativas”.
El comité de seguimiento de Conexión-Vida está formado por investigadores como Miguel Manzanares, del Centro de Biología Molecular Severo Ochoa; Josefa González y Rosa Fernández, del Instituto de Biología Evolutiva; Juan F. Poyatos del Centro Nacional de Biotecnología; y Germán Rivas del Centro de Investigaciones Biológicas Margarita Salas.
