Vida sintética: el día en el que todo cambió

Ayer vi un documental de Discovery (um, me temo que más de una conversación comienza así) sobre el trabajo que Craig Venter ha venido desarrollando en los últimos 10 años. El mismo Venter había hablado sobre esto en TED, en 2008:

Y Juan Enriquez, en la apertura de TED2009, se había referido al trabajo de Venter como una de las bases que podrían llevarnos a un salto inimaginable en nuestra propia evolución, junto con la habilidad de producir tejidos y la robótica:

Lo que cambió en las últimas 10 semanas, y que fue anunciado el pasado 20 de Mayo, es que el objetivo del equipo de Venter dejó de ser una posiblidad teórica para convertirse en una realidad. Carlos Dan sintetiza de manera clara en qué consiste tal logro:

Lo primero que hicieron los investigadores fue decodificar el cromosoma de una célula bacterial existente, utilizando una computadora para codificar íntegro su código genético.

Posteriormente los investigadores copiaron el código en un cromosoma sintético construido químicamente, ensamblando pieza por pieza de su ADN hasta darle forma.

Finalmente el equipo insertó este cromosoma en una célula bacterial que comenzó a replicarse, generando así vida artificial.

El hecho es reportado en mayor detalle en The Guardian (también está disponible el audio del anuncio, y el comunicado de prensa emitido por el J. Craig Venter Institute). El anuncio (ya subtitulado en español) fue publicado por TED (gracias a Edwin Caldon por señalar esto en los comentarios. Se me escapó por completo):

Hay muchas cosas para decir al respecto. Y desde anoche, cuando me enteré, estoy tratando de comprender las implicaciones, dudas y posibilidades que esto genera.

Para empezar, debo decir que la primera sensación que tengo es de total admiración y orgullo (orgullo 'de especie', digamos), pues desde que tengo memoria he encontrado en la actividad científica una de las más admirables expresiones del ingenio humano. Y si bien con el tiempo mi posición se ha hecho más equilibrada (pues tengo mis dudas respecto al determinismo y a la idea de progreso inevitable que conlleva), cosas como esta renuevan mi esperanza frente a lo que la ciencia (como proceso) puede lograr para toda nuestra especie.

Otra sensación que aparecía ayer era que esto tendría que ser un tema ineludible en las instituciones educativas, pues sus implicaciones involucran muchas áreas diversas, desde la biología hasta la filosofía. No obstante, me temo que este es un tema que sencillamente puede quedar sepultado entre el resto de información que nos llega día a día.

De entrada, hay aquí una confrontación con nuestra concepción de lo que es la vida. Para el equipo de Venter, el genoma es una pieza de 'software', que al ser 'instalado' en una célula viva (teniendo en cuenta ciertas restricciones existentes), la usa como 'hardware' para activar la producción de proteínas nuevas, que corresponden al genoma 'instalado'. En términos prácticos, esto significa que la nueva célula es una nueva especie, potencialmente diferente de la anterior, con capacidad de duplicación según los procesos típicos de reproducción celular.

Ahora, es potencialmente diferente porque se podría mapear el genoma de una bacteria (lo que ellos hicieron), sintetizarlo (esto es, producirlo desde cero) y transplantarlo sin modificaciones en una célula nueva. Técnicamente, aquí no habría "nueva vida", aunque el logro sería igualmente importante. Pero, en el momento de sintetizar, el equipo de Venter incluyó en el genoma de su nueva célula (usando para ello los nucléotidos que componen la molécula de ADN), la dirección de un sitio web, los nombres de los investigadores, y dos citas de James Joyce y una de Richard Feynman. De este último, la cita incluida fue "Lo que no puedo construir, no lo puedo entender".

Tan sólo por estos cambios, el genoma sintetizado no es el mismo que el mapeado inicialmente (perteneciente a la bacteria Mycoplasma mycoides), con lo cual estamos hablando, en términos prácticos, del código genético de un organismo que no existía antes, que no es producto de ningún mecanismo natural. En otras palabras, de un genoma construido de manera deliberada en un laboratorio.

Lo fascinante del experimento es que, cuando el nuevo genoma (de M. mycoides) es transplantado en un especimen de Mycoplasma capricolum, reemplaza el ADN existente, y la nueva bacteria empieza a reproducirse. En ese sentido se entiende la expresión "vida sintética". Si esto es un acto de creación (que se ve muy bien en titulares como "Científico crea vida sintética") o tan sólo un proceso de modificación que hace uso del 'hardware' existente, es otra discusión.

¿Por qué esto resulta importante? Para empezar, esta es una confirmación más de la noción de vida como un fenómeno emergente basado en reglas biológicas, y no un fenómeno que subyace en el territorio de lo inexplicable. Intento ser aquí cuidadoso con las palabras, pues las implicaciones de esto para nuestra concepción de lo religioso, por ejemplo, pueden ser controversiales. Ahora, no está de más decir que depende de cuál es la definición de vida que uno está adoptando. ¿Mi punto? Los supuestos acerca de nuestros propios límites, sobre los cuales hemos creado nuestra cultura, cambian por completo.

En términos de aplicaciones, lo crucial es que las bacterias (y en general las células) son fábricas muy eficientes. Y una vez es posible "reiniciar" el comportamiento de una bacteria, muchas posibilidades interesantes (que son mencionadas por el mismo Venter) aparecen. Sería posible construir una bacteria que se alimentara de CO2 y generara combustible a partir de ello. Sería posible construir una bacteria que limpiara de plástico el oceano, o que procesara los rellenos sanitarios existentes, para generar algún tipo de compuesto no nocivo. Sería posible generar nuevas vacunas a mayor velocidad.

Y desde allí, como decía uno de los entrevistados en el documental, el cielo es el límite. Por ejemplo, piense en lo que podría hacer con bacterias que se comporten como un transistor (¿los elusivos procesadores biológicos?), o en bacterias que podrían servir como refuerzos para el control de enfermedades autoinmunes, o que atacaran exclusivamente a células cancerígenas.

La otra cara de la moneda está en las aplicaciones indeseables, de las cuales es posible imaginar muchas. Uno podría tener una bacteria que atacase a grupos de población que tengan un marcador genético específico, por ejemplo. Y no se puede descartar la posibilidad de que tales organismos se salgan de control, se escapen de los ambientes específicos en los cuales se supone que deben estar, con consecuencias no planeadas (libros como la Amenaza de Andrómeda, de Michael Crichton, vienen a mi mente). Los accidentes potenciales se vuelven tal vez el aspecto más inquietante. Y en este sentido, Venter dice que es posible crear genes suicidas, que obliguen a la célula a autodestruirse si las condiciones del ambiente no coinciden con las esperadas, como mecanismos de seguridad.

Desde la perspectiva de programador, si se entiende al genoma como al 'software', no puedo evitar preguntarme cuáles serían las consecuencias de un "bug" en la programación de una bacteria. O de un efecto de borde no previsto. Por ejemplo, ¿estas bacterias podrán comunicarse entre sí (tal como lo demostraba Bonnie Bassler) para generar comportamientos emergentes no previstos? ¿Todo comportamiento podrá ser programado y previsto en el código del genoma, o tales efectos de borde podrían emerger? ¿Están expuestos estos organismos a procesos de mutación (lo cual suena bastante peligroso), o es posible crear salvaguardas para prevenirlos? Bien puede ser que haya respuestas para estas preguntas, o que sean parte de la experimentación que sigue en el futuro inmediato.

El equipo de Venter tomó dos años en sintetizar el genoma de la bacteria más pequeña que se conoce, y otros dos en sintetizar el código de M. mycoides. Si la ley de Moore aplicara en este caso, sería de esperarse que la capacidad de síntesis aumente con el tiempo, y que reduzca los plazos para sintetizar nuevos genomas (o que los mantenga constantes). Con las técnicas ya definidas, nuevos equipos podrán poner en marcha nuevos proyectos paralelos de síntesis y diseño. Y así, la prueba y puesta en producción de nuevas soluciones biotecnológicas será cuestión de tiempo.

Sin embargo, el objetivo prioritario para Venter, según indica su comunicado de prensa, es identificar un genoma mínimo para la operación de una célula, que permita entender en detalle cómo funciona.

El documental de Discovery permite ver, hasta cierto punto, la capacidad de visión de Venter, que resulta entre admirable e inquietante. El documental incluye material filmado desde 2003, y mi impresión personal es que estaba prácticamente listo, a la espera del momento culminante para ser difundido. Basta con ver la velocidad de su producción. El anuncio de prensa, que hace parte de las últimas imágenes del documental, se produjo el día 20 de Mayo. En Latinoamérica, se emitió el 13 de Junio.

Pero no es sólo eso. El trabajo de investigación, realizado por el J. Craig Venter Institute, institución sin ánimo de lucro, es financiado por Synthetic Genomics Inc, empresa fundada por Venter para comercializar aplicaciones prácticas de la tecnología. Hay patentes de por medio, así que no es claro cuáles serán las condiciones de uso de esta tecnología emergente en otros lugares, que además pasan por una fuerte discusión desde el punto de vista ético y de seguridad.

¿Y esto en qué nos afecta? En términos concretos, tendremos que esperar aún a ver las primeras aplicaciones prácticas. Pero en términos más globales, esto representa un enorme cambio en la comprensión del efecto que podemos tener en nuestro entorno, y da una nueva dimensión a las múltiples discusiones académicas y filosóficas respecto a la construcción de la realidad, cuál es nuestro papel en este planeta y qué es éticamente correcto.

Si estamos en un mundo en el que, como especie, tenemos la capacidad de crear nuevos organismos vivos, ¿qué efecto tiene esto en la educación? ¿en lo que aprendemos? ¿en la forma como concebimos nuestro papel en el mundo? ¿es posible seguir actuando de la manera en la que lo hemos hecho (consumiendo y contaminando), o un evento como este debería cambiar nuestra percepción? ¿la promesa de transformar nuestro entorno de manera radical nos hará mas humildes, o por el contrario esa promesa de aplicaciones inimaginadas será la excusa para preocuparnos aún menos por las consecuencias de nuestros hábitos?

Sólo preguntas. Pero sea como sea, y aunque los efectos tarden en hacerse visibles, hemos cruzado como especie una de las más grandes barreras que todavía existían, y esto cambia todo. Ojalá estemos aún a tiempo de usar esta nueva promesa de manera adecuada.