sábado, 18 de diciembre de 2010

Arsénico sin compasión




Interrumpir el sagrado tema vasco para prestar atención a un microbio, es como para levantar a Larramendi de su tumba. No digamos, si el bichejo es una bacteria algo pariente del colibacilo, nuestro huésped del intestino grueso y gran aliado fecal. La Naturaleza no distingue hidalguías. Lo que lleva a reflexionar, cuán lejos está «el Vasco Imaginario» (© Luigi) del estado de naturaleza de que tanto presume.

A primeros de mes volvía a ser noticia una propuesta o pretensión científica revolucionaria: la vida arsenical. La buena nueva viene asociada al nombre meteórico de la Dra. Felisa Wolfe-Simonmicrobióloga norteamericana al servicio de la NASA. Un descubrimiento anunciado al estilo de la NASA y con la mirada perdida en el espacio. Por lo demás, una vida celular como la nuestra y ejecutada con el mismo guión y partitura, sólo que con arsénico (As) en vez de fósforo (P).
Ambos elementos son del mismo grupo en la Tabla Periódica, se parecen mucho y forman compuestos de estructura similar. En especial, un ADN con arsénico daría la clásica doble hélice y operaría a juego con ARN igualmente arsenical, en un metabolismo con idéntica suplantación en moléculas clave. Y en vez del universalísimo ATP, la moneda energética de curso legal en tales células sería ATAs. Ningún reducto del radical fosforilo estaría a salvo del sucedáneo arsenilo, insinuándose el intruso en los lípidos de membranas, en los ribosomas, en los flagelos motores…
La especulación biológica sobre el arsénico no es nueva. La propia Dra. Wolfe-Simon y colaboradores tienen  publicadas especulaciones sólidas y sensatas en revistas científicas del más alto nivel. Por otra parte, la presencia de arsenicales en pescado y otros alimentos tiene importancia, en el contexto de la toxicidad ambiental.
Porque el arsénico es gran veneno clásico que bloquea muchas vías metabólicas, en gran parte suplantando al fósforo. Junto a algunas aplicaciones médicas en preparados arsenicales, es legendario su uso criminal en otros tiempos. Como también corrieron leyendas de personajes que supuestamente se inmunizaban tomando arsénico en dosis homeopáticas.
Es lo que a veces se llama impropiamente mitridatización, porque el rey del Ponto Mitrídates VI el Grande dicen que desarrolló esa técnica. La verdad es que no sabemos cuál fue su método ni en qué consistían sus antídotos de que habla Galeno: el diascinco, la atanasia o el famoso mitridacio, «que no era la triaca, inexistente a la sazón, sino otro contraveneno al que dio nombre, mezcla de muchos ingredientes» (La triaca, 16)*. 
Tomemos nota de ello, también a modo de antídoto, ante la noticia bomba: hay ‘vida arsenical’. Una bacteria acumula y metaboliza arsénico de su ambiente natural, el lago Mono (California). Lo más noticiable viene luego, en el laboratorio, cuando aparentemente esa bacteria tomada de sedimento lacustre hace del arsénico un uso, digamos, ‘indebido’, aceptándolo en vez del fósforo, incluso en el ADN:

1. La sustitución fosfato/arseniato en ácidos nucleicos, o la equiparación biológica general As/P, revoluciona el paradigma biológico establecido.

Esta consideración nos devuelve al campo. El microorganismo en cuestión vive en un ambiente natural insólito, en este caso hipersalino muy alcalino y rico en arsénico. Es por tanto un ‘extremófilo’, como se llama a los que viven en situaciones extremas, con pautas biológicas fuera de lo común. Ahora bien:

2. Entre los extremófilos, algunos se han revelado herederos de formas de vida muy arcaicas, propias de una biosfera primitiva.

¿Una revolución científica?

En el campo teórico, la especulación biológica empieza por los elementos químicos: cuáles y por qué han sido aptos para ser crear biosfera terrestre. Hoy sólo se conoce un sexteto privilegiado, universal: H, O, C, N, P, S. Siguen sodio (Na), potasio (K), calcio, magnesio, hierro (Ca, Mg, Fe) y un etcétera de minoritarios ‘oligoelementos’, donde para nada figura el arsénico.
La biología teórica especula también sobre el ancho de banda de los parámetros biológicos: temperatura, presión, acidez (pH), campos energéticos…  En nuestro biosfera terrestre –la única conocida hasta hoy–, los organismos adaptados a valores extremos de la banda (‘extremófilos’), ignorados hasta hace poco, suscitan interés cada vez mayor y su investigación ha obligado a ensanchar notablemente dicha banda de posibilidades de vida, tanto terrestre como extraterrestre.
Uno de esos extremófilos es la nueva bacteria arsenical, bautizada como GFAJ-1. La idea de un ADN arsenical, sobre todo, es la que ha hecho volar las campanas y también la fantasía hacia otros planetas, otros mundos… ¿Revolución biológica? En tocando el ADN, ya se sabe, de ahí para arriba.
El sensacionalismo puede ser inevitable, pero en general es contraproducente. El propio nombre divulgado de la bacteria resulta insólito. GFAJ-1 parece la etiqueta de algún OVNI o cosa más lejana. En Biología es de rigor la nomenclatura binaria grecolatina: género con mayúscula y especie con minúscula, si se sabe; si no, se pone sp. (abreviatura de species). De hecho, aquí se habla de Halomonas sp., que si resultara ser especie nueva, podría ser Halomonas felisae, en honor a la doctora Wolfe-Simon. Sería estupendo hallar que incluso el género es nuevo, digamos Lisamonas.
¿Y bien? Nada, que no salimos de este mundo vulgar y corriente. La Microbiología moderna se atiene a una clasificación genética secuencial RNA. Y por este criterio nuestra arsenobacteria, por extremófila que sea, pertenece al grupo numeroso y variopinto de las proteobacterias, al lado del colibacilo, la salmonela, legionela y otras de sonido muy familiar. De primitivismo, nada; de extraterrestre, nadísima. Prodigio adaptativo, eso sí, todo lo prodigioso que ustedes quieran. Habrá que explicarlo... Con todo, GFAJ-1 no pasa de ser la sigla convencional de una cepa bacteriana, dentro del género extremófilo Halomonas.
Pero hay más agua fría. Queda por ver hasta dónde llega la arsenización de los ácidos nucleicos y la durabilidad del ‘mutante’, que al parecer sólo tolera el As a falta de P, pero sigue prefiriendo  este bioelemento, y revierte a él en cuanto puede. Todo pende de nuevas noticias, pues lo publicado hasta ahora se resiente de interferencia y contaminación periodística más bien negativa. Recuérdese, a finales de los 80, el culebrón de la ‘fusión fría’.

¿Algún interés práctico?
Pues sí. Dejando extravagancias, como hablar de confirmación de ‘vida extraterrestre’ o de ‘alienígenas’ infiltrados en nuestra biosfera, la pregunta es qué relevancia pueden tener estos seres para los que circulamos tranquilamente por la carretera biológica sin pisar el arcén extremófilo, con tendencia si acaso a circular por el carril de en medio, el más seguro en nuestro caso.
A primera vista, no mucha. A menos que algún lector de Agatha Christie que nos quiera mal discurra valerse de GFAJ-1 para liquidarnos, no es probable que tengamos encuentros interesantes con el microbio. La gente de orden como nosotros –orden biológico, se entiende– no solemos tener trato con extremófilos.
Pero aun siendo esto verdad, aunque esos seres vivos sean para nosotros extremófilos, su ADN arsenical no tiene por qué serlo necesariamente. ¿En qué medida podría afectarnos la hibridación de genes arseniados con los nuestros fosforados? El código genético sigue siendo el mismo.
Todo en el organismo depende de la forma correcta de las moléculas, del ajuste exacto entre ellas. Igual que ocurre con las llaves y cerraduras. Una pieza con arsénico nunca será exactamente igual que otra con fósforo. Lo más probable es que la cosa no funcione; pero, ¿hasta qué punto? Sabemos que los enlaces del arsénico son menos estables que sus equivalentes del fósforo; pero en nuestras células, ¿cuál sería su estabilidad? ¿la suficiente para fastidiarme sólo a mí, o también a mi descendencia?
Para esas y otras preguntas no tengo respuesta, por dos razones:
Una, que como digo, falta información sobre un descubrimiento anunciado con más prisa que contraste.
La segunda razón carece de importancia: Porque soy ignorante. Doctores tiene la Madre Ciencia que os sabrán responder.
Lo grande del método científico es su capacidad de contraste y falsación de cualquier hipótesis. Tiempo al tiempo, y un adarme de escepticismo juicioso tampoco hace daño.
_______________________

*) Galeni Opera, ed. K. G. Kühn, Leipzig, 1821-33, t. 14: 283-284.

5 comentarios:

  1. Lo mejor que he leído en castellano sobre la "importantísima" noticia. Si alguien ve alguna implicación del uso de As como sucedáneo del P (en el esqueleto de los ácidos nucleicos) en la búsqueda de vida extraterrestre o en la probabilidad de que esta exista es que poco sabe de biología. Fósforo y Arsénico son toscos ladrillos en la catedral gótica del ADN/ARN (con su deslumbrante código genético). No sé si a la NASA le han fallado sus sistemas de comunicación científica, o es que la prensa ha magnificado por ignorancia este descubrimiento de gran interés fisiológico o ecológico, pero nulo interés exobiológico.

    ResponderEliminar
  2. Agradezco el elogio, pero sobre todo el comentario en sí. Conforta la compañía, el interés compartido, no sentirse uno mismo alienígena.

    Nuestra vida, la vida terrestre, basada en arquitectura celular, es maravillosa.
    El sistema celular resuelve, con la genialidad de lo natural, dos problemas: transmisión informática y transducción energética:

    1. Transmisión informática. Aquí es clave la arquitectura del ácido nucleico y el código genético universal.
    2. Transducción energética. Aquí es clave la arquitectura de membrana y el transporte quimiosmótico acoplado.

    Dos grandes hipótesis, por ese orden, revolucionaron el paradigma biológico en el siglo XX: la de Watson-Crick, sobre el modelo de replicación; y la de Mitchell, sobre acoplamiento quimiosmótico. Las dos se han demostrado ciertas, o al menos todo funciona ‘como si’.
    Otras dos grandes hipótesis habían revolucionado el paradigma en el XIX: la de Schleiden-Schwann-Wirchov sobre la universal celularidad biológica hereditaria, y la de Mendel sobre regularidad genética. También se demostraron válidas ‘como sí’. (En Ciencia y Tecnología suele ser suficiente.)

    A partir de ahí, se investiga la vida ‘normal’ y las ‘desviaciones’ o variantes extremófilas en la biosfera terrestre.
    La NASA invierte dinero en esto último, y qué sé yo, a lo mejor tiene mala conciencia ante un contribuyente que se supone le paga para que nos descubra el ‘más allá’…, cuando el ‘aquí mismo’ es apasionante y misterioso.

    ResponderEliminar
  3. Y no es que carezca de interés científico el descubrimiento de, por ejemplo, unas formas de vida complejas en el “más allá”, sea este un planeta remoto de la Galaxia o un lugar escondido del Sistema Solar. Ni mucho menos.

    Pienso que un día así llegará. Pero no creo que a nadie le vaya a extrañar entonces que la química inorgánica se halla convertido en bioquímica en ese punto (o puntos) del inconmensurable Universo. Si en ese momento nuestra tecnología permite el estudio del interesante hallazgo, a buen seguro será perfectamente posible su completa descripción y hasta una interpretación de su origen y mantenimiento, mucho tiempo antes de que lleguemos a desentrañar algunos misterios del “mas acá”.

    Reconozcamos que asuntos como la comprensión total del funcionamiento y la patología del cerebro humano, por ejemplo, nos llevaría mucho más tiempo. Y que explicaremos antes la diversidad y el funcionamiento de las células extraterrestres (todavía desconocidas) en su exótico medio ambiental, que el origen y desarrollo de las células terrestres (ya muy estudiadas) a partir de los elementos y estructuras prebióticas.

    ResponderEliminar
  4. En efecto, la saga se nos pierde también por el principio: la organización prebiótica.
    Una vez montado el ‘chip’ célula, la aventura evolutiva empieza a hacer sentido. ¿Y antes…?

    Lo más asombroso del sistema celular es la capacidad que tiene el ‘chip’ para acumular memoria evolutiva, con un juego de piezas y reglas tan limitado.
    Luego vendrá la complejidad de redes neuronales y todo eso, la emergencia de sensación, conciencia, estética…
    En otro sentido, también la complejidad del ecosistema –la ‘Naturaleza’ de los naturalistas románticos–, el reino de Darwin…

    En cuanto a la exobiología, distingamos. De la ‘exo-exo’, es decir, exterior al Sistema Solar, tan seguro tengo que hay vidas allá afuera, como que esa biología no me entra en la mollera.

    [Corrijo mi baile de letras en Virchow, no vaya algún antiguo alumno a leerlo y le dé lástima.]

    ResponderEliminar
  5. A la luz del conocimiento actual es difícil creer en dioses que nos protejan y nos hayan creado a su imagen y semejanza, o en extraterrestres que hayan visitado nuestro Sistema Solar tiempo atrás para realizar aquí un experimento termodinámico, la vida, a modo de ensayo particular sobre entropía. Pero tampoco creo que debamos profesar la fe del “diseño inteligente”, religión de la que conviene alejarse aunque sólo sea para intentar avanzar hacia la solución del problema, sin atajos.

    Pero, ciertamente, hay algo ingenieril en el funcionamiento íntimo de la célula, algo que no parece “natural”, por muchas vueltas y tiempo que se le de. La única explicación satisfactoria que me alivia el vértigo causado por este abismo del conocimiento es, afortunadamente, muy simple. Quizá el Homo sapiens de finales del holoceno (esta época se nos acaba, o estamos acabando con ella) sea una criatura aún demasiado primitiva para entender algunos fenómenos del Universo. ¿Por qué vamos a ser nosotros, precisamente y ahora, quienes demos respuesta a enigmas que estaban ya planteados hace mucho tiempo? ¿No nos estaremos sobrevalorando demasiado?

    Los terápsidos eran la cima de la evolución encefálica hace 270 millones de años y miles de veces “más listos” que los viejísimos trilobites, los cuales, a su vez, estaban ya increíblemente “diseñados” respecto a los gusanos del precámbrico. Pero seguro que ningún terápsido carnívoro supo explicarse jamás la simple relación observada entre la abundancia de pastos y la presencia de sus presas herbívoras. Quizás dentro de 150.000 años (un período de 15.000 años, desde Altamira y Lascaux hasta el presente, parece muy breve para la evolución funcional del cerebro humano) la ciencia pueda explicar con claridad lo que ahora nos parece de origen divino. O quizás corresponda a otra especie del futuro, digamos dentro de 1.500.000 de años, responder a la difícil cuestión del origen de la vida. Desde luego, no podemos ni imaginar no ya las respuestas halladas, ni siquiera las preguntas que pueda formularse la especie inteligente dominante dentro de sólo 15.000.000 de años (un pequeños suspiro para el reloj geológico,pero un simple abrir y cerrar de ojos para el reloj astronómico).

    ResponderEliminar