Romero y Salinas

Columna de Ciencia y Tecnología

Héctor Romero y Gustavo Salinas

07.05.2019

De origen humilde, hijo de emigrantes en Sudáfrica (su padre Lituano y su madre Letona), Sydney Brenner, uno de los científicos más destacados del siglo XX por sus descubrimientos sobre las bases moleculares de los procesos de expresión génica y cómo intervienen los genes en el desarrollo de un organismo, falleció recientemente a los 92 años.

Sin embargo, mucho antes de ser un referente en esta disciplina, aprendió a leer utilizando los diarios que usaban como envoltorio y la ayuda de un vecino. Rápidamente se notó su capacidad singular frente al estudio y esto lo llevó a obtener una beca para estudiar medicina a los 15 años. Siendo muy joven para ser médico, cambió de carrera y se graduó en ciencias a los 18 años publicando sus primeros trabajos científicos a esa precoz edad.

 

El mes de abril de 1953 se convertiría en un momento bisagra de su vida. Un Sydney Brenner con 26 años, y de curiosidad casi insaciable, realizaba sus estudios de doctorado en la Universidad de Oxford, bajo la dirección de Cyril Hinshelwood (premio Nobel de Química en 1956). Su llegada a Oxford no había sido del todo placentera, las privaciones de su magra beca en la Inglaterra de posguerra no eran el problema, pero si la fuerte discriminación de la sociedad inglesa del momento: él provenía de las colonias (lo que hoy sería Sudáfrica) y además se dedicaba a la ciencia, y no a Economía o Política (disciplinas preferidas en esa casa de estudios). Por esas fechas, en el Laboratorio Cavendish, en Cambridge, James Watson y Francis Crick terminaban de armar su célebre modelo de la doble hélice del ADN y sentar las bases moleculares de la herencia. Brenner junto a otros tres investigadores de Oxford, manejaron hasta allí para conocer el modelo un poco antes de su publicación. Cuando vió revelada la elegante estructura con las hélices entrelazadas, supo que en ese momento el telón se corría y estaba claro lo que había que hacer: develar las bases moleculares de la vida. Y él dedicaría su vida a esta tarea.

Brenner, se sumergió rápidamente en la naciente disciplina, que al poco tiempo se llamó Biología Molecular, la cual utilizando sistemas muy simples como bacterias y viruses, buscaba revelar los aspectos fundamentales de la vida. Según sus propios colegas, Brenner era una de las mentes más brillantes e incisivas del momento. Mordaz, con un singular sentido del humor y una aversión natural a las reglas, se movía como pez en el agua entre hipótesis, entre experimentos, y entre sus colegas (como lo muestran sus múltiples colaboraciones). Este singular cóctel de atributos personales le valieron el mote de 'enfant terrible' de la Biología Molecular.

En 1956, Brenner se mudó a Cambridge y se unió al centro del MRC (Medical Research Council) donde compartió despacho con Francis Crick: un cartel en la pared lucía la frase "leer te pudre la mente". Una única regla se habían impuesto estos dos investigadores "había que decir todo lo que se le venía a uno a la cabeza, sin filtros". Y así lo hicieron por casi 20 años: son repetidos los relatos de los más variopintos colegas de todo el mundo que pasaron por su laboratorio, donde se discutía mucho de todos los temas, se oían fuertes risotadas, y se hacía muy buena ciencia. El célebre premio Nobel Francés Francois Jacob no nos permite mentir: "En ese preciso momento, Francis y Sydney saltaron sobre sus pies. Comenzaron a gesticular. A discutir a velocidad máxima con gran agitación. Francis con la cara roja. Sydney moviendo sus cejas superpobladas. Los dos hablaban al vez, gritando. Tratando de anticiparse el uno al otro. Explicando lo que repentinamente se les venía a la cabeza."

Así describió Jacob el "momento eureka" en que Crick y Brenner dieron un gran paso hacia un importantísimo descubrimiento de la Biología Molecular al postular la existencia del "ARN mensajero". La idea de que para cada proteína conocida existía un gen, cuya base molecular era el ADN, tenía sólida evidencia. Sin embargo, el ADN no parecía ser el responsable directo en el proceso de síntesis de proteínas. Por ejemplo, en organismos eucariotas (los que tienen células con núcleo) el ADN se encuentra confinado dentro de ese organelo, mientras que la síntesis de proteínas ocurre fuera del núcleo, asociada a los ribosomas, verdaderas fábricas de proteínas. Entonces, tendría que existir una manera de transferir la información genética guardada en el ADN dentro del núcleo, a los ribosomas fuera de éste. Los resultados que proporcionó Jacob, fueron los que iluminaron a Crick y Brenner. Ellos suponían que una molécula de ARN (un ácido nucleico muy parecido al ADN) debería ser el intermediario inestable que transportaba la información desde el ADN hacia los ribosomas, pero había que probarlo. La casualidad, o tal vez no tanto, deviene en destino: Brenner y Jacob habían sido invitados en forma independiente a pasar un mes en el Caltech (Estados Unidos). Esa misma noche, en una de las conocidas fiestas en casa de Crick en Cambridge, Crick y Brenner se enfrascaron en el diseño de experimentos para llevar a cabo en dicha estadía, utilizando el potente equipamiento de laboratorio de Matthew Meselson: una ultracentrífuga. En definitiva, un amplio conocimiento de los resultados del momento, la capacidad de integrar los mismos en hipótesis coherentes, el diseño experimental preciso, el acceso a equipamiento apropiado, y la estrecha colaboración entre un investigador de Cambridge (Brenner), uno del Instituto Pasteur de Paris (Jacob) y uno del Caltech (Meselson), permitieron realizar los experimentos que demostraron la existencia del ARN mensajero, esa esquiva molécula inestable que media la transferencia de información entre el ADN y las proteínas.

Otro de los trabajos de Sydney Brenner con Francis Crick es recordado frecuentemente como uno de los experimentos más elegantes jamás realizados en biología. Como comentamos, una firme hipótesis de trabajo sostenía la relación entre genes y proteínas; más aún, se presumía que existía una colinearidad entre la secuencia de nucleótidos de un segmento de ADN (el gen) y la secuencia de aminoácidos una proteína. Pero el ADN estaba constituido por un alfabeto de 4 letras (las famosas bases A,C,T y G), por otro lado las cadenas proteicas estaban conformadas por 20 letras (los aminoácidos). Así, tendría que existir una suerte de código para traducir el mensaje de 4 letras a uno de 20. Algo así como un código Morse que permite traducir un mensaje escrito con solo dos caracteres, el punto y la raya, en uno escrito con un "alfabeto" de 36 caracteres (26 letras y 10 números). En este trabajo muestran que este código, hoy conocido como el código genético, utiliza exactamente tres bases (ni una más, ni una menos) para codificar un aminoácido, aunque no podían saber cuál era la correspondencia exacta entre cada triplete (que son 4^3 = 64 posibles) y el aminoácido codificado (que son 20 posibles). Brenner bautizó a cada uno de estos tripletes con el nombre de codón. Estos dos conceptos, el código de tripletes y la existencia y naturaleza del ARN mensajero, fueron centrales para descifrar el código genético, trabajo por el cual otros investigadores recibieron el premio Nobel en 1968.

 

Los trabajos que sentaron los fundamentos de la biología molecular cosecharon una decena de Premios Nobel en los 50s y 60s, Brenner fue actor clave en sentar las bases conceptuales de la disciplina, pero no fue galardonado en ninguno de estos premios.

En 1965, una vez que consideró resueltas, o mayormente resueltas, las preguntas fundamentales de la biología molecular (la base molecular de la herencia y del código genético), Brenner decidió atacar un problema extraordinariamente más complejo: cómo los genes permiten que un animal sea construido. Decidió entonces domesticar en el laboratorio a Caenorhabditis elegans, un gusano elegante de menos de mil células y un milímetro. Esta decisión de Brenner no tuvo nada de casual. C. elegans es relativamente "simple", si se lo compara con un ser humano, pero posee tejidos y órganos, y exhibe comportamientos complejos: puede elegir la comida, evitar los patógenos, aprender y recordar. Además, C. elegans presenta, entre otros atributos formidables para el laboratorio, el ser genéticamente amigable. Luego de casi una década dedicada a domesticar al gusano silvestre, Brenner marca una vez más la dirección de la biología moderna en el artículo seminal que publica en 1974 sobre este organismo ("La genética de Caenorhabditis elegans"). Demuestra que un enfoque genético junto a estudios detallados a nivel celular podía permitir comenzar a responder cómo los genes determinan las estructuras complejas de los animales y sus comportamientos. Describe más de cien mutantes, que poseían genes averiados, que alteraban el desarrollo del organismo, el movimiento y el comportamiento del gusano.

Por ese entonces, intentar comprender las funciones de los genes que especifican el desarrollo del sistema nervioso en términos moleculares parecía algo remoto, más lejano aún que establecer bases moleculares del comportamiento. Brenner mostró que era posible aportar luz sobre esos asuntos, si se elegía el modelo adecuado. Además, desdobló conceptualmente las preguntas sobre comportamiento en dos niveles: la especificación genética de los sistemas nerviosos y la forma en que los sistemas nerviosos funcionan para producir un comportamiento. Con ese pequeño gusano se pudo dilucidar, por primera vez, todos los procesos que ocurren en un organismo para convertir un embrión de una sola célula en un gusano adulto, describiendo por ejemplo todas las conexiones de sus neuronas. También, se pudo determinar por primera vez en el gusano que las células se mueren de forma programada durante el desarrollo, y cuáles son los genes responsables de esa muerte.

Sus investigaciones lo llevaron a establecer a C. elegans como un formidable organismo modelo, en particular para estudios de desarrollo y neurobiología. Más importante, Brenner y sus discípulos de primera hora forjaron una escuela de investigadores de la mayor jerarquía, que constituiría la base de una comunidad científica, la "comunidad del gusano", que practica un modo de hacer ciencia basado en la calidad y la cooperación, con la curiosidad como motor principal. Sus estudios sobre C. elegans fueron galardonados con el Premio Nobel en Medicina en 2002, junto a John Sulston y Robert Horvitz, por ser responsables de descubrimientos claves sobre cómo los genes regulan la diferenciación celular, el desarrollo de órganos y la muerte celular programada. Sulston y Horvitz se habían unido al grupo de Brenner en el MRC en 1969 y 1978, respectivamente, en estancias postdoctorales.

Brenner era infatigable: se jubiló dos veces, pero nunca se retiró. Luego de su primera jubilación a los 65 años, en 1992, fundó el Molecular Sciences Institute en California, y luego de su segunda jubilación en 2000 fue clave en posicionar a Singapur en el escenario mundial de la ciencia. Físicamente disminuido, pero no mentalmente, murió a los 92 años pensando nuevos proyectos hasta el último día.  

Es difícil aquilatar el legado de uno de los científicos más influyentes de la biología moderna. Su agudeza intelectual lo llevó a defender valores no siempre apreciados en la ortodoxia científica. Creía en la ingenuidad y en la ignorancia como motores para los avances científicos: el poder ver con claridad implica, muchas veces, no estar contaminado por ideas previas. Por eso defendía el lugar de los jóvenes, algo que quizás sea bueno resaltar en nuestra aldea, y no sólo en el ámbito de la ciencia. Su modo de hacer ciencia es también un contrapunto a la ciencia de hoy, apresurada y competitiva.

Como epílogo nos gustaría decir que Brenner, desde sus logros y desde su historia, nos interpela cotidianamente: cómo convertirnos en mejores científicos, cómo convertirnos en mejores personas. Se podría hacer un decálogo con sus consejos; como cierre elegimos éste: "Haz los mejores experimentos que puedas, y siempre di la verdad. Eso es todo." Así de simple, así de profundo era el pensamiento de Brenner.  

Héctor Romero y Gustavo Salinas

 

Romero es egresado de la Licenciatura en Bioquimica, Facultad de Ciencias, Universidad de la República y Doctor en Ciencias Biológicas del PEDECIBA. Es Profesor Adjunto de la Facultad de Ciencias, Universidad de la República. Investigador Grado 4 de PEDECIBA Biología e Investigador Nivel I del Sistema Nacional de Investigadores.

Salinas es Químico Farmacéutico de la Universidad de la República (Uruguay) y Doctor, área Bioquímica y Biología Molecular, de la Universidad de Cambridge (Reino Unido). Es Profesor Agregado de la Facultad de Química de la Universidad de la República y responsable del Laboratorio de Biología de Gusanos (Unidad Mixta Institut Pasteur de Montevideo-Universidad de la República), Investigador Grado 4 de PEDECIBA Química y Biología e Investigador Nivel II del Sistema Nacional de Investigadores.