Tras la aparición de los primeros borradores del genoma humano, la Biología molecular ha virado hacia un prometedor vivero de descubrimientos: las proteínas. Y allí los científicos han avistado el decisivo papel que, para transmitir la información del gen hasta las proteínas, juega el ARN (ácido ribonucleico), la “molécula mensajera”, intermediaria vital en los procesos moleculares. Juan Valcárcel habla de su trascendencia y de la competición científica y económica en torno a esta molécula en alza.
–La proteómica está de moda en biología molecular. ¿Por qué? ¿Qué la distingue de la genómica?
–La genómica establece el catálogo de genes en un organismo, con el objeto de tratar de entender cómo estos interactúan para organizar la construcción y el funcionamiento de un ser vivo. Los genes son fragmentos de ADN, y como tales son sólo portadores de la información necesaria para dirigir la síntesis de las proteínas, que son las que soportan la actividad principal de la célula: ellas catalizan las reacciones químicas que nos proporcionan energía, construyen los tejidos... Antes se pensaba que cada gen produce una proteína; hoy sabemos que puede producir múltiples variantes de una misma proteína, y que estas variantes pueden tener funciones distintas –incluso antagónicas–, con lo que el estudio de los genes se hace insuficiente para entender la diversidad de proteínas presentes en una célula. Y esa diversidad es lo que estudia la proteómica, que analiza las proteínas, los productos de la expresión de los genes.
–¿Está cambiando, por tanto, la visión que tenemos de la relación entre genes y proteínas?
–Así es. Como media, cada gen humano suele dar lugar a cuatro o cinco proteínas, pero pueden llegar a aparecer miles de ellas. En algunos casos, la elección de la variante proteica que va a generarse a partir de un gen determina la vida o la muerte de la célula, o las conexiones que establece con otras células de su entorno –por ejemplo en el sistema nervioso– o si una célula tumoral producirá o no una metástasis a otros tejidos. Esto ocurre en parte gracias al “procesamiento alternativo del ARN mensajero”, y ofrece al organismo un potencial enorme para aumentar la información y regular la expresión de los genes, con lo cual se expande la capacidad del genoma.
–¿Qué es el ARN y por qué el ARN mensajero es trascendental? –El ARN es, como el ADN, un ácido nucleico capaz de almacenar información en forma de la secuencia de sus unidades químicas. De hecho, es el ARN y no el ADN, el material genético en algunos organismos, como los virus de la gripe o el SARS. Pero además el ARN tiene propiedades catalíticas, es decir que, además de trasmitir información, puede facilitar reacciones químicas; por eso se sospecha que la forma primigenia de material genético fue un ARN capaz de replicarse a sí mismo. El ARN mensajero (ARNm) es un tipo especial que actúa de intermediario entre el gen en forma de ADN y las proteínas. Se trata de una copia del fragmento de ADN correspondiente a un gen que dirige la síntesis de la proteína codificada por ese gen. Un mismo gen puede dar lugar a varias proteínas porque en el proceso de síntesis del ARNm pueden generarse varias copias no exactamente iguales de él: una para cada variante de proteína.
–¿Qué hacen ahora los investigadores que trabajaban en la secuenciación del genoma humano? –Aunque la opinión pública no es muy consciente, la secuenciación de otros genomas es de gran interés. Desde el del arroz, fundamental dado que es el alimento básico de gran parte de la población mundial, hasta la comparación entre el genoma humano y el del chimpancé, que puede revelarnos claves sobre el origen del lenguaje o el desarrollo de la corteza cerebral. El otro gran campo de trabajo de los especialistas en genómica es la secuenciación del ARN, un filón casi inagotable porque se trata de determinar todas las variantes derivadas de cada gen, además de cubrir una clase de ARNs descubierta hace poco –los microARNs– que juegan papeles muy novedosos en la regulación de la expresión génica. Por último, también hay muchos laboratorios dedicados a la secuenciación de proteínas.
–O sea, que la carrera acaba de empezar... –Es un proceso que se está automatizando mucho. En unos años será posible secuenciar el genoma de una especie o de individuos concretos en un tiempo y a un coste miles de veces inferior al de los primeros genomas secuenciados. Hay compañías biotecnológicas que están secuenciando proteínas a gran escala, miles de ellas por semana, con una capacidad de descripción de los sistemas moleculares impensable hace sólo dos años.
–¿Qué hitos inmediatos persiguen los especialistas en ARN? –Es necesario tener genomas, proteomas y ARNs completos para conocer todas las piezas de la maquinaria de nuestras células. Sin embargo, la siguiente frontera de la Biología va más allá y consistirá en juntar de nuevo esas piezas para explicar cómo funciona un organismo. Conseguirlo exige equipos capaces de realizar desde análisis de moléculas a gran escala hasta modelos computacionales muy sofisticados, lo cual implica decenas de millones de euros.
–¿Quién pone el dinero? –Son inversiones de alto riesgo para grandes compañías o consorcios públicos que exigen personal multidisciplinario difícil de encuadrar en las estructuras universitarias. ¡A ver qué departamento de Biología molecular puede contratar a un matemático! La ciencia académica está departamentalizada, y eso ha de cambiar.
–¿Puede vivirse una privatización de la Biología molecular? –Ya está ocurriendo, aunque en España estamos aún en la etapa anterior, que es la implantación de la genómica. La Biología se ha convertido en una ciencia de información con un gran valor económico, pues su repercusión sobre la industria de la salud puede ser enorme. Ya hay compañías dedicadas a intentar describir todas las interacciones entre proteínas que se dan en un organismo, tomando la delantera a las instituciones académicas convencionales. Por ejemplo, una empresa publicó un artículo en Nature describiendo los complejos proteicos existentes en una célula de levadura. De ahí sacan conclusiones que pueden ser decisivas para el hombre, por homología: si se conoce una proteína importante en la división celular en levadura, puede buscarse una equivalente en humanos, lo cual podría conducir a un fármaco contra el cáncer, que es la división incontrolada de las células.
–En su último libro, Stephen Hawking aseguraba que, en un futuro no lejano, habrá seres humanos genéticamente mejorados... –Intervenir sobre la información genética de un embrión o sobre células de una persona para corregir defectos genéticos concretos que den lugar a enfermedades hereditarias, como la fibrosis quística o la atrofia espinal muscular, creo que será posible en unos años. Corregir defectos genéticos que surgen durante la vida del organismo, como el cáncer, es mucho más complejo, ya que generalmente no se dan en un único gen. Por eso, la posibilidad de mejorar características generales como la inteligencia o la tendencia a la solidaridad de la especie me parece una utopía. Además está la dificultad casi filosófica de fijar criterios unánimes sobre qué representa una mejora. La mejor garantía de la salud genética de una especie es el mantenimiento de la diversidad.
–Usted trabajaba en el Laboratorio Europeo de Biología Molecular (EMBL), de Heidelberg, uno de los mejores de su especialidad. ¿Por qué vuelve a España? –Los investigadores reclutados para crear un grupo en el EMBL deben dejar el centro después de unos años, para dejar paso a gente más joven. Cuando abandonamos el EMBL, mi mujer –Fátima Gebauer, también científica– y yo teníamos ofertas muy atractivas en EE UU, pero decidimos venir a Barcelona porque el Centro de Regulación Genómica de la Generalitat de Cataluña representa una apuesta distinta en la ciencia de nuestro país, ya que asocia al puesto concedido al investigador una dotación para contratar personal, ayuda económica y equipamiento, lo cual tarda años en lograrse en España. Sin tanta rigidez, podrían volver más científicos.
