La vida artificial quantifica la nostra ignorància

Si volgués saber com funciona un artefacte tractaria de descompondre-lo en les seues parts i intentaria reconstruir-lo per recuperar el funcionament. Peça a peça podria estimar si cada component és del tot necessari per al funcionament de l’enginy. Aquesta estratègia és l’aplicada per científics del John C. Venter Institute (JCVI) als Estats Units, liderats per Clyde A. Hutchison III, per a descobrir quin és el repertori mínim de gens per a la vida d’un bacteri. Si em passeu la metàfora, el bacteri funciona perquè la maquinària cel·lular descodifica i interpreta la informació continguda en el seu genoma. Un bacteri és una forma de vida simple als nostres ulls però, ben mirat, és el resultat d’una evolució de quasi 4.000 milions d’anys i està dotat d’una extraordinària diversitat de mecanismes per fer-se pas en un ambient hostil. La vida d’un bacteri sol ser penosa i el seu genoma conté molta informació per fer front a les incerteses, com ara, trobar una forma d’aliment o altra. En les condicions de laboratori la cosa es més simple: podem imposar als bacteris unes condicions definides, constants, confortables. Així, molts gens esdevenen prescindibles. I ens podem preguntar, quin és el conjunt mínim de gens que fa possible la vida sota eixes condicions artificials concretes?

Els micoplasmes són bacteris paràsits molt senzills, que es poden cultivar al laboratori i que ostenten el rècord de grandària genòmica mínima. Amb sols 525 gens (els humans en podem tenir uns 25.000) Mycoplasma genitalium és el bacteri conegut amb menys gens. En 2010, els científics del JCVI sintetitzaren químicament, lletra a lletra, el genoma d’una espècie de micoplasma, M. mycoides, i aconseguiren trasplantar-lo a les cèl·lules de M. capricolum on el genoma sintètic prenia el control de totes les funcions, en un sistema cel·lular artificial anomenat syn1.0. Aquesta fita tecnològica va fer possible l’estratègia d’estudiar l’essencialitat de cada gen, un a un. Quan el sistema tolerava l’eliminació d’un gen, aquest passava al llistat dels no essencials. Els científics del JCVI comprovaren que un bacteri dotat només amb els gens essencials així deduïts no funcionava. Lluny d’abandonar el projecte, optaren per una estratègia modular, subdividint el genoma en vuit parts i analitzant més aviat conjunts de gens, enlloc de gens individuals, cosa que permetia revelar interaccions invisibles a l’estratègia inicial. Així arribaren a syn2.0 que amb 516 gens representava la primera cèl·lula viable amb menys gens que la natural amb el genoma més petit. La investigació continuà per reduir al màxim aquesta xifra fins arribar a syn3.0, un bacteri artificial viable amb 473 gens que s’acaba de presentar en la revista Science.

Què suposa aquest treball? De primer, demostrar en el laboratori molts conceptes que havíem estat discutint i afinant en els darrers anys. Per a mi el més rellevant és la comprovació que no sabem quina funció tenen un terç dels gens de syn3.0. És una manera molt precisa de treure’ns els fums del cap i de quantificar la nostra ignorància després de més d’un segle d’avanços de les ciències de la vida. De fet, aquesta proporció de gens essencials dels quals encara no sabem res del que fan pot ser superior en genomes més complexos, com l’humà. Sense dubte, syn3.0 pot ajudar a descobrir la funció d’aquests gens misteriosos. La fita assolida fa ús d’un genoma natural, producte de l’evolució, aprimat artificialment. Però queda lluny el poder deduir els ingredients imprescindibles per a la vida a partir d’un coneixement fonamental, sense plagiar un genoma natural. Ens queda molt per aprendre si volem arribar al disseny complet i la construcció d’una cèl·lula, el somni de la biologia sintètica i la biotecnologia.

Juli Peretó, Universitat de València i Institut d’Estudis Catalans