El potencial dormido de la biología

En la era de la ciencia moderna apenas pasa una semana sin que se produzca un gran avance en biología. Aunque este ritmo seguirá en 2018, no se logrará una cura para el cáncer, un remedio para el Alzheimer o una pastilla que frene el envejecimiento. Y eso se debe a que la biología, como ciencia, aún se inclina más por el descubrimiento que por la aplicabilidad.

Alguno de los grandes avances científicos del último medio siglo han venido de la fusión entre ciencia e ingeniería, desde el Programa Apolo al Gran Colisionador de Hadrones. Las disciplinas que se encuentran en el corazón de estos logros (matemáticas, ingeniería, ciencia de materiales y de la computación) han impulsado una economía basada en la tecnología que ha dado alas a la mayoría de las grandes empresas que hoy existen en el mundo.

Mientras tanto, la biología aún espera para comprobar qué ocurre cuando se tira de varios hilos a la vez. Los biólogos están realizando un trabajo importante y complejo que genera perspectivas clave sobre los principios fundamentales de los organismos vivos. Pero en la medida en que construimos nuevas herramientas para comprender la biología a niveles cada vez más altos nos estamos aproximando a los límites del conocimiento que nos pueden otorgar los enfoques tradicionales.

El mayor de estos límites es el que establece que la vida implica una complejidad inherente. En 2016 los científicos demostraron que la creación de un genoma bacteriano sintético mínimo solo requiere de 473 genes (el genoma humano contiene unos 20.000). De esos 473 genes, 149 tenían una “función desconocida”, aunque su presencia era imprescindible para la vida.

En la genética clásica y en biología molecular, descubrir lo que hace cada gen por lo general no se completa hasta que no se fulmina al gen y se ve qué ha dejado de funcionar. Este enfoque ha ofrecido grandes perspectivas, como por ejemplo revelar la existencia de los oncogenes, que al mutar pueden provocar cáncer. Esta forma de trabajar se basa en un axioma de la biología establecido en 1941 por George Beadle según el cual cada gen contiene instrucciones para una proteína. Sin embargo, y a pesar de ser en gran medida verdad, las proteínas a menudo forman grandes complejos que funcionan en conjunto y que desmienten dicha relación recíprocamente perfecta. Por ello es necesario estudiar la función de los genes de esta forma combinada. Hacer esto con los 149 genes de función desconocida antes citados es una tarea ingente, y hacerlo con el genoma humano es simplemente imposible.

Sin embargo, ahora, con las nuevas tecnologías que aceleran la lectura y escritura genéticas, se puede indagar en la función de los genes de forma mucho más rápida. En la medida en que se acumulan datos, esta información puede articular las combinaciones de genes a estudiar, lo que reduce en gran medida la dimensión del problema. Hoy existe un gran número de consorcios centrados en los experimentos a gran escala necesarios para catalogar los elementos que regulan el genoma humano, cartografiar todos los tipos de células humanas y realizar listas capaces de integrar todas las variantes de genoma humano encontradas en la población y, de este modo, crear un diagrama con el circuito de todas las conexiones cerebrales. Todos estos datos pueden impulsar programas centrados en la comprensión de la función genética, tanto individual como de conjunto, en contextos determinados como la enfermedad o el envejecimiento.

Espera lo inesperado

Este tipo de investigación de base es imprescindible para avanzar en la comprensión de la vida. Precisamente porque la biología aún no es una disciplina aplicada, es imprescindible apoyar el trabajo de los científicos que investigan el mundo molecular impulsados por la curiosidad. Existen numerosos precedentes de que esta curiosidad lleva a descubrimientos inesperados y a aplicaciones imprevistas, como por ejemplo la reciente adaptación de los sistemas microbianos CRISPR-Cas a la ingeniería genética.

La investigación genética también está impulsando nuevos tratamientos de enfermedades, mejoras agrícolas y novedades en el campo de la biotecnología, que está viviendo un auténtico boom. No es solo que estos descubrimientos estén haciendo posible una economía basada en la biología; también están contribuyendo a avances en software, hardware, ciencia de materiales e ingeniería. Las oportunidades de los doctores en biología van más allá de la academia para crear start ups biotecnológicas, el Derecho y las inversiones. Todo este progreso, sin embargo, se fundamenta tanto en la investigación de base como en la financiación pública y privada.

Armados con ingentes bancos de información, ¿seremos capaces de diseñar un
 genoma sintético mínimo en el que cada gen responda a una función específica? ¿Podremos de este modo tratar el cáncer o retrasar el envejecimiento? Quizá. Pero lo que será todavía más interesante serán los descubrimientos hoy inconcebibles que iremos realizando por el camino.