Hace 3800 millones de años, la superficie terrestre estaba dominada por las radiaciones cósmicas, violentas erupciones volcánicas y lluvias de meteoritos. En ese paisaje de pesadilla, sustancias simples como el agua, el metano, el amoníaco y el hidrógeno reaccionaron unas con otras, produciendo moléculas cada vez más complejas. Después se formaron membranas que aislaron a esas moléculas del agresivo medio externo, surgieron mecanismos que les permitieron hacer réplicas de sí mismas y estrategias para captar sustancias del ambiente y transformarlas en provecho propio. Así apareció la vida en la Tierra.
Hasta ahora ocurrió sólo una vez, pero los científicos afirman que dentro de unos años pasará de nuevo. Esta vez, el escenario no será un paisaje dantesco, sino la asepsia de los laboratorios de investigación; la materia prima no serán sustancias simples, sino complejas macromoléculas especialmente diseñadas y construidas para tal fin.
Varios grupos de investigadores dedican sus trabajos y sus días a una nueva disciplina llamada Biología Sintética. Es la rama de la biología que se dedica a diseñar y fabricar sistemas biológicos que no existen en la naturaleza, y a rediseñar los que ya existen. Su objetivo más ambicioso es la creación de seres vivos.

Asi es la vida
“La vida –escribió Aristóteles– es aquello por lo cual un ser se nutre, crece y perece por sí mismo.” Hoy, 2300 años más tarde, los científicos no terminan de ponerse de acuerdo sobre lo que es la vida.
Un buen comienzo para aproximarse a una definición es jugar al juego de las diferencias. ¿Qué tienen los seres vivos que no tienen las demás entidades de la naturaleza? Todos están formados por células que mantienen su integridad mediante una membrana de moléculas grasas. Todos presentan mecanismos bioquímicos que les permiten usar sustancias del ambiente para producir las moléculas y la energía que necesitan para seguir existiendo. Todos tienen información genética y pueden producir razonables copias de sí mismos. Todos están emparentados mediante lazos evolutivos. Lo que no presenta estas características, no está vivo (aunque algunos, sólo algunos, científicos aceptan unas diminutas excepciones llamadas virus).
El concepto de evolución es clave en la definición de la vida. Los organismos cambian a través de las generaciones. Algunos cambios perduran porque quienes los llevan están mejor adaptados para vivir en el ambiente que les ha tocado en suerte que quienes no los llevan. El cambio origina diversidad. Los millones, quizá decenas de millones, de especies de bacterias, hongos, plantas y animales que existen en la actualidad descienden de los primeros microbios que vivieron hace 3800 millones de años. Eso es la evolución.

¿Quien esta vivo?
En el ámbito macroscópico, la vida tiene fronteras bien definidas. En el ámbito microscópico, en cambio, sus límites se vuelven borrosos. Allí es donde proliferan las bacterias, los virus y las nanobacterias.
Las bacterias son pequeñísimas células limitadas por una membrana de moléculas grasas; toman sustancias del ambiente y las usan para obtener la energía y las moléculas que les permiten seguir existiendo; contienen información genética y se reproducen. Son capaces de evolucionar, ¡y vaya si lo han hecho!: toda la vida de la Tierra evolucionó a partir de ellas. Son seres vivos y eso nadie lo discute.
Con los virus, la cosa se complica. Hace más de 100 años que los científicos discuten si están vivos o no. Para empezar, no son células. Poseen información genética, pero son incapaces de reproducirse por sus propios medios, porque para hacerlo necesitan las maquinarias genética y metabólica de las células que invaden (son parásitos celulares). Sin embargo, poseen una característica que inclina la balanza hacia el lado de la vida, y es que los virus evolucionan. Aun así, muchos científicos se niegan a considerarlos vivos.
Y luego están las nanobacterias, que son las más cuestionadas. Quienes las estudian las han encontrado en diversos ambientes, las han visto reproducirse formando colonias y han detectado en ellas la presencia de ADN. El año pasado, investigadores de la Clínica Mayo (Rochester, Maryland) presentaron pruebas que parecen hacerlas responsables de la formación de depósitos de calcio en las arterias y las válvulas del corazón humano. Pero la comunidad científica se mantiene escéptica y aún no las acepta como seres vivos.
Una de las principales críticas dirigidas a la supuesta vida de las nanobacterias tiene que ver con su tamaño. Si se divide un milímetro en un millón de partes, se obtiene una longitud llamada nanómetro. Las bacterias más pequeñas que se conocen miden unos 200 nanómetros de ancho; las nanobacterias más pequeñas, unos 20. Un grupo de expertos estableció hace 17 años que precisamente aquel tamaño, 200 nanómetros, sería el límite inferior del tamaño de la vida. Nada que sea más pequeño puede contener las moléculas necesarias para mantenerse vivo por su cuenta. Los defensores de las nanobacterias confían en que sólo es cuestión de tiempo hasta que se demuestre lo contrario.

Virus/modelo para armar
El genetista Eckard Wimmer y sus colaboradores de la Universidad de New York en Stony Brook fueron los primeros en sintetizar un genoma completo sin usar ADN como molde. Lo que hicieron fue buscar en Internet la secuencia del genoma del virus de la parálisis infantil (poliomielitis). Luego sintetizaron un fragmento del genoma y le encargaron a una empresa de biotecnología la síntesis de otros dos fragmentos. Después unieron los tres fragmentos con métodos enzimáticos y así armaron el genoma completo.
Por último, comprobaron que si lo ponían dentro de una célula, el genoma sintético fabricaba nuevos virus (que es exactamente lo mismo que pasa cuando un virus natural infecta una célula). Hacer todo esto les llevó tres años.
El trabajo fue publicado por la revista Science, y enseguida recibió duras críticas, porque habiendo tantos virus inofensivos para las personas, ¿qué necesidad tenían de ponerse a trabajar con uno tan peligroso para la salud humana? La respuesta de Wimmer fue que su intención era precisamente demostrar que usando información disponible en Internet y reactivos comprados en una empresa que los envía por correo, es posible sintetizar un virus, con todas las buenas y malas consecuencias que eso puede implicar.
El segundo genoma armado en laboratorio fue el del virus ?X174. Descubierto a comienzos de la década del 50, este virus ha sido protagonista de varias “primeras veces” en el ámbito científico. Su información genética está contenida en un único cromosoma circular que fue la primera molécula de ADN que se logró purificar totalmente. Con ese cromosoma se demostró por primera vez la capacidad de los virus para invadir a las células y reproducirse dentro de ellas. El genoma de ?X174 fue el primero que se secuenció por completo. Y aunque su genoma no fue el primero que se sintetizó sin usar un molde de ADN, sí es el que hasta ahora fue más rápidamente sintetizado de esa manera.
A fines de 2003, el grupo dirigido por Craig Venter (el mismo que lideró uno de los dos grandes grupos que secuenciaron el genoma humano) publicó la síntesis del genoma de ?X174 presentando una metodología novedosa que permitió completar el trabajo en sólo 14 días. En aquel entonces, Venter declaró a la revista Science News que el siguiente paso debía ser la síntesis de un genoma mínimo de bacteria. Al poco tiempo se asoció con Hamilton Smith (Premio Nobel de Medicina 1978), consiguió un subsidio estatal de 3 millones de dólares y puso manos a la obra.
Al decir un genoma mínimo de bacteria, Venter estaba hablando de fabricar un cromosoma con la mínima cantidad de genes indispensables para la vida de una bacteria. Para averiguar cuál era esa cantidad de genes, el grupo de Venter estudió el genoma de la bacteria más pequeña que se conoce, un micoplasma que infecta las vías urinarias humanas.
Los investigadores estimaron que unos 300 genes son suficientes para conferirle a una célula vida autónoma, pero se encontraron con la sorpresa de que las funciones de una tercera parte de esos genes eran desconocidas y tuvieron que ponerse a averiguarlas. En los próximos años, Venter espera reemplazar el ADN de una bacteria por un ADN sintético con los 300 genes necesarios para la vida.

El bicho de Los Alamos
Otro proyecto actualmente en marcha tiene un objetivo más ambicioso. Mientras Venter trabaja con componentes e información genética de seres que existen en la naturaleza, Norman Packard (fundador de la empresa Protolife) y Steen Rasmussen (del Laboratorio Nacional Los Alamos, en Nuevo México) pretenden construir un ser original, sin antecedentes naturales, al que ya le han puesto nombre: el Bicho de Los Alamos (The Los Alamos Bug).
Para construir su bicho, estos investigadores tienen en cuenta cuatro factores: contención, herencia, metabolismo y evolución.
La contención de este nuevo ser vivo estará dada por una gota de ácidos grasos (que son insolubles en agua y cuando se encuentran en ella tienden a formar microesferas). El material hereditario lo aportarán unas moléculas híbridas, mezcla de ADN y proteínas. Para el metabolismo, le suministrarán al bicho moléculas precursoras de aquellas que lo constituyan, que se activarán dentro de él por acción de la luz. Esperan que de esta manera la gota de ácidos grasos aumentará de tamaño y terminará dividiéndose (se “reproducirá”). Packard y Rasmussen consideran que la interacción de estos tres factores favorecerá la aparición del cuarto, que es la evolución.
Mientras tanto, en la Universidad de Roma 3, un equipo dirigido por Per Luigi Luisi trabaja en la construcción de una célula mínima; Jack Szostak y sus colaboradores (Universidad de Harvard), en una forma de vida sintética similar al Bicho de Los Alamos; y el grupo de Albert Libchaber (Universidad Rockefeller), en lo que ellos llaman “biorreactores vesiculares”, uniendo componentes celulares de distinto origen.
Respecto del tiempo que llevará obtener los primeros microbios sintéticos con vida autónoma, Rasmussen afirma que en el más optimista de los casos transcurrirán al menos 10 años. Szostak coincide en que se logrará hacerlo en 10 o 20 años (pero confiesa que hace 10 o 20 años que viene diciendo lo mismo).

No cualquier ser vivo
Seguramente, los motivos que dan vueltas en las mentes de estos científicos son muchos. Quien primero logre sintetizar una nueva forma de vida tendrá la enorme satisfacción de haber resuelto uno de los más grandes desafíos de la ciencia, se hará instantáneamente famoso y su nombre pasará a ocupar un lugar destacado en la historia de la ciencia, ganará mucho dinero y obtendrá con facilidad suculentos subsidios para seguir investigando, será candidato al Nobel...
Se espera, además, que los resultados constituyan un beneficio para la humanidad, porque la idea no es crear un ser vivo cualquiera, sino aquellos que sean de interés ambiental, industrial o sanitario. Microbios que degraden sustancias tóxicas y puedan ser usados para limpiar ambientes contaminados; que fabriquen medicamentos; que produzcan combustible; que recorran el cuerpo humano para detectar y diagnosticar enfermedades.
Dado que ya se han desarrollado métodos para modificar genéticamente a las bacterias naturales para que realicen estas tareas, ¿hace falta crear seres sintéticos para que las lleven a cabo? Rasmussen opina que el problema radica en que las bacterias existentes son extremadamente versátiles y resulta difícil mantenerlas realizando actividades específicas. Una bacteria sintética, en cambio, podría ser diseñada para realizar una única tarea, alcanzando así una máxima eficiencia.

Riesgo, ética y mas alla
Uno de los posibles riesgos de la creación de seres sintéticos es su liberación accidental o intencional en el ambiente. Por esta razón, los científicos están trabajando con microbios que no son peligrosos para las personas, y piensan diseñarlos de manera que no puedan sobrevivir fuera de las condiciones del laboratorio. Pero la historia nos ha enseñado que aun cuando se cree que todo está bajo control, pueden ocurrir incidentes en los que nadie había pensado. Habrá que estar tan preparados como sea posible para enfrentar estas eventualidades.
También se han tomado recaudos en el campo de lo ético. Antes de ensamblar el genoma del virus ?X174, por ejemplo, Venter sometió el proyecto al análisis de un comité independiente que estudió el caso durante un año antes de declararlo éticamente aceptable.
Claro que no todos están de acuerdo con la ejecución de estos proyectos. Hay quienes piensan que son contrarios a las leyes de la naturaleza o a las leyes divinas (que para algunos son la misma cosa). Para ellos, los científicos que intentan crear vida están cometiendo el error de jugar a ser dioses. “No necesariamente –declaró a la revista New Scientist el teólogo John Haught–. Somos parte de la naturaleza, y como seres naturales que estamos viviendo y creando vida sintética, en el fondo no somos más que vida creando más vida, que es lo que ha estado ocurriendo con la evolución durante los últimos 4 mil millones de años. Y eso no excluye la idea de Dios creando vida por medios naturales (en este caso nosotros), que es la forma en que la teología acepta que El ha estado operando desde siempre en este mundo.”
En su página de Internet, los científicos que trabajan en Biología Sintética en el Instituto de Tecnología de Massachusetts se preguntan si debemos pasar pasivamente por este mundo o tenemos la responsabilidad de interactuar con él en forma racional. Debería bastar echar un vistazo a las consecuencias de cada una de estas actitudes para encontrar la respuesta.