Publicitat
Publicitat

Vida artificial dins el tub d'assaig

Aquí, a l'Scripps Research Institute de San Diego, en un laboratori situat al límit del continent, els investigadors intenten crear dins un petit didal de líquid un tipus de vida mai vist. Generacions de científics, de nens i de fans de la ciència-ficció han crescut amb la creença que la primera trobada amb noves formes de vida tindria lloc sobre la sorra vermella de Mart, o bé gràcies a algun enigmàtic senyal de ràdio provinent d'una estrella ignorada. Doncs bé, aquesta trobada podria tenir lloc aviat i aquí mateix, a la Terra, segons el que diuen alguns químics i biòlegs que utilitzen les eines de la genètica moderna per intentar generar la guspira frankensteniana capaç de saltar-se la barrera que separa el món inanimat del món animat. S'acosta el moment, diuen, en què la barreja de productes químics d'un tub d'assaig prendrà vida. Hi ha qui pensa que Gerald F. Joyce, investigador de l'Scripps Research Institute, ja ha aconseguit creuar aquesta línia. Tot i que ell mateix seria el primer a dir que no ho ha fet. Encara.

Instruccions per fer una cèl·lula

Fa quatre anys, Joyce i un estudiant de postgrau, Tracey A. Lincoln, actualment investigador de la Facultat de Medicina de la Universitat de Massachusetts, van desenvolupar una molècula en un tub d'assaig que podia replicar-se i evolucionar de manera autònoma, i que intercanviava indefinidament petits gens molt simples mentre li fossin subministrats els ingredients correctes, curosament construïts pels investigadors. La van anomenar "la molècula immortal".

La molècula de Joyce és una forma d'ARN (àcid ribonucleic). Fent una analogia amb Batman i Robin, habitualment el paper de l'ARN és fer de Robin. Batman ho seria l'ADN, que s'encarrega de fer mutar proteïnes segons les instruccions que rep. Però ni l'ARN, ni l'ADN, ni les proteïnes tenen vida per si mateixos. Son químics, igual que ho pot ser el lleixiu.

Però en el tub d'assaig de Joyce, la molècula d'ARN que va concebre va apropar-se a la vida, replicant-se repetidament i evolucionant. Un pas prou important, ja que es creu que l'ARN va ser la primera molècula informativa que va evolucionar fins a donar lloc a la primera forma de vida, la primera cèl·lula procariota. Avui, però, l'ARN no es reprodueix per si mateix com poden fer altres organismes (des de les balenes fins als ratolins). "La nostra feina ha estat proporcionar el marc adequat perquè això pugui passar", diu Joyce. En altres paraules, es tracta d'un pas per saber com sintetitzar vida al laboratori (encara que als científics els costa fer afirmacions tan categòriques). "Assolir la capacitat de sintetitzar éssers vius serà un fet d'una profunda importància, com ho va ser la invenció de l'agricultura o la invenció de la metal·lúrgia", segons Freeman Dyson, matemàtic i físic de l'Institut d'Estudis Avançats de Princeton. "Ningú no sap encara quines conseqüències se'n derivaran".

Com sabem, a la Terra totes les formes de vida requereixen ADN, la molècula basada en el carboni que, amb les quatre lletres disposades en una doble hèlix, conté les instruccions per crear i fer funcionar cèl·lules vives. Una nova forma de vida podria estar basada en un ADN escrit en un codi genètic diferent, potser amb més de quatre lletres, o amb menys. Podria estar basada en molècules complexes diferents de l'ADN, o en més de 20 aminoàcids, que són els que constitueixen les nostres proteïnes. O fins i tot en una química no basada en el carboni ni en els elements habituals de les formes de vida conegudes, com el fòsfor i el ferro, sinó en algun altre element.

Hi ha qui es demana si la química és, a fi de comptes, imprescindible. ¿La vida es podria manifestar, per exemple, en el patró de la pols carregada elèctricament dels núvols gegants interestel·lars, com Fred Hoyle, l'astrònom i escriptor anglès, va imaginar en la seva novel·la del 1957 The Black Cloud (en l'edició castellana: La nube negra, Ediciones B, 1988)?

J. Craig Venter, que va tenir una participació fonamental en la descodificació del genoma humà i que exerceix actualment com a president del J. Craig Venter Institute, va utilitzar recentment productes químics per reconstruir el genoma d'un bacteri que parasita les cabres. Ho va fer introduint-lo a dins d'un altre bacteri, i aquests gens van prendre el control i van produir rèpliques amb la inscripció de Venter inserida en el codi genètic. George Church i Farren Isaacs, de la Facultat de Medicina de Harvard, han comunicat recentment els resultats d'un experiment similar: van programar el genoma d'un bacteri d'E. coli i van obrir la possibilitat d'incorporar noves característiques i capacitats en aquest petit organisme. El mateix Joyce valora ambdues fites com un "treball de biotecnologia molecular realment agosarat".

Recrear l'evolució

Joyce va aconseguir l'octubre del 2007 sintetitzar i replicar l'ARN. I des d'aleshores no s'ha aturat. Amb els seus companys ha dissenyat una mena de play-off per a molècules. Primer van fer la síntesi de 12 versions dels replicadors, que podien mutar i evolucionar per fer créixer la seva capacitat reproductiva. Els experimentadors les van introduir totes en el mateix recipient, amb el menjar corresponent, perquè competissin. Al final de l'experiment les molècules guanyadores duplicaven la població cada 15 minuts. Els errors, els canvis atzarosos, havien produït combinacions, mutacions que no eren en la barreja en començar l'experiment. La major part de les versions originals gairebé s'havien extingit. Ras i curt, les molècules havien evolucionat."Per a nosaltres, els químics, l'evolució no és una teoria", diu Joyce. "És el que fan les molècules quan tenen la propietat de replicar-se i de transmetre informació a la següent generació".

En un altre experiment les molècules van ser redissenyades de manera que només podien replicar-se en presència d'una determinada substància química. "Aquesta és l'aplicació que realment servirà per pagar tot això", diu Joyce. Explica que les molècules amb capacitat de rèplica podrien servir com a detectors de contaminació i de la presència de toxines perilloses en el medi ambient.

Sidney Altman, professor de Yale que va guanyar el premi Nobel per haver descobert algunes de les propietats de l'ARN, diu que encara caldrà esperar uns anys per obtenir formes de vida veritablement generades en un tub d'assaig. "Els replicadors de Gerry Joyce són molècules molt espavilades", diu, però afegeix que no tenen prou autosuficiència per ser considerades éssers vivents.

Ensinistradors d'ARN

Joyce diu que el seu equip treballa per aconseguir que la molècula replicadora desenvolupi una nova capacitat, però no especifica quina. Quan li demanem un exemple de la mena de coses que pot ensenyar a fer al seu ARN, Joyce indica que l'ARN podria ajudar a crear un dels ingredients necessaris per a la replicació unint dues molècules més petites. "El que seria bonic és que poguessin fer el seu propi aliment", diu.

La clau per tenir més capacitats és la complexitat. La seva molècula consta de només dos gens, mentre que els éssers humans en tenen 25.000, i els experiments involucren jugar amb quatre lletres d'aquests gens. En total, el genoma humà té 3.000 milions de lletres. "En comptes de tenir el llibre complet de la vida, tenim un petit genoma de joguina", diu. "I les frases només tenen dues paraules".

De moment, doncs, les formes de vida com la nostra no tenen res a témer. Però un dia el seu genoma potser sorprendrà el creador amb una paraula (una estratègia o un nou moviment en aquest joc jugat en les proximitats de la vida) imprevista. "Si passés això, jo seria feliç", diu Joyce. I afegeix: "No ho diré en veu alta; però estarà viva".

Més continguts de