Francisco Ayala entrevistado por Félix Goñi

CIC Network

Ayala 2
“Los intrones son las secuencias funcionales iniciales de la evolución de la vida”

Esta entrevista apareció originalmente en el número 9 (2011) de la revista CIC Network y la reproducimos en su integridad por su interés.

Francisco José Ayala Pereda, (Madrid, 1934), catedrático de Ecología y Biología de la Evolución en la Universidad de California en Irvine, donde reside desde 1961. También ha trabajado en las universidades Columbia y Rockefeller. Biólogo especialista en el campo de la genética y la evolución de las especies. Es uno de los más prestigiosos científicos españoles en activo, conocido por sus estudios del reloj molecular evolutivo. Asesor científico del presidente Clinton desde 1994 hasta 2001, recibió ese último año de manos de George Bush la Medalla Nacional de Ciencias.

Francisco Ayala (Madrid, 1934), es uno de los más ilustres evolucionistas de nuestro tiempo. En la actualiad es University Professor en la Universidad de California, en Irvine, donde reside desde 1961. Aprovechando su visita a Bilbao a finales de octubre, con motivo de su investidura como doctor honoris causa por la UPV/EHU, mantuvo este interesante encuentro con el Prof. Félix Goñi, director de la Unidad de Biofísica (CSIC UPV/EHU) y presidente de la Fundación Biofísica Bizkaia., en el que nos brindó la oportunidad de conocer más a fondo su territorio natural de actividad científica.

Francisco Ayala nace en Madrid en 1934 en una familia originaria del Valle de Ayala (Álava) y obtiene su licenciatura en Biología, ¿o era en Ciencias Naturales?

No, mi licenciatura en la universidad española es en Física.

¡Ah, en Física!

Yo había hecho solamente un curso de Biología en la universidad. Y, por eso, es un poco más sorprendente que me aceptaran en la Columbia University para hacer el doctorado en Genética. El sistema americano es un poco más flexible para empezar el doctorado sin tener la licenciatura en Ciencias Biológicas o Naturales.

Y entonces, ¿cómo fue la conexión con Fernando Galán?

Yo empecé a leer los libros de Teilhard de Chardin a mediados de los 50, cuando se empezaron a publicar, y me empecé a interesar por esos asuntos. Y no me acuerdo cómo llegue a conocer al profesor Galán. Él me invitaba a su laboratorio, a su oficina, y me dirigía, por así decirlo, hacia libros que yo debería leer si quería aprender más sobre la evolución, sobre genética de la evolución. Y me acuerdo de haber leído en aquellos años el libro de Genética y el origen de las especies de Dobzhansky, y libros de Julian Huxley y George Simpson, que era uno de los grandes evolucionistas. Galán me enseñaba genética y empecé a hacer experimentos con Drosophila en su laboratorio. Yo no estaba matriculado en ninguna clase de Biología, él me dejaba trabajar allí y curiosamente incluso descubrí una nueva mutación en Drosophila. Al principio Galán era muy escéptico sobre mi descubrimiento de una nueva mutación, porque había literalmente cientos y cientos de científicos trabajando en aislar las mutaciones de Drosophila y mapearlas genéticamente, y que un aprendiz hubiera descubierto una… Pero yo seguí la pauta y dije: «esto es una mutación nueva». Y finalmente, quedó claro que sí era una mutación anteriormente desconocida. Pero yo lo hacía todo por libre, como se podría decir en plan amateur, por las tardes, etc.

Por lo tanto, tendremos que estudiar qué oculta relación hay entre la Física y la Genética Molecular, porque no es sólo el caso de Ayala; sino que es el caso de Max Delbrück y de algún otro.

Gran parte de la Biología Molecular se debe a físicos que empiezan a hacer preguntas a nivel de Biología Molecular.

Claro, como es el caso de Erwin Schrödinger cuando se pregunta qué es la vida…

Y el grupo de los fagos que son los que se plantean estas cuestiones, eran físicos de profesión original.

¿Y cómo se produce la conexión con Columbia y con Theodosius Dobzhansky?

Gradualmente, a consecuencia de estas lecturas e incluyendo mis trabajos en el laboratorio de Galán -que por cierto utilizaba mis datos de tasas de recombinación de tres genes en sus clases de Biología General, porque los libros dan el resultado pero no los datos experimentales-, estreché mi relación con él. A través de Galán conocí a Antonio de Zulueta, el gran genético español completamente aislado por el gobierno de Franco debido a sus relaciones familiares con políticos republicanos -él no era nada político-. Pero Antonio de Zulueta era muy respetado porque había hecho descubrimientos muy importantes hacia los años 30, y también después. Zulueta y Galán pensaban que si querían estudiar Genética y Evolución, tenían que salir de España, porque no había ni centros buenos ni profesores buenos con los que hacer el doctorado. Entonces, Antonio de Zulueta le escribió a Dobzhansky una carta a mano recomendándome a mí como estudiante para hacer el doctorado y trabajar con él. Y Dobzhansky me aceptó antes de que yo enviara ningún papel ni certificado a la universidad. La ventaja que tuvo ir a Estados Unidos es que si yo hubiera hecho un doctorado en España en Genética, hubiera tenido que tomar varias clases de licenciatura para prepararme adecuadamente.

Cuando fui a Columbia tuve la primera entrevista con el consejero de estudiantes graduados, porque allí tienen tanta flexibilidad que ni se planean los programas y tiene que haber un consejero, un asesor. Yo creía que me iba a pedir que tomara clases en Histología y Citología, pero me dijo: «No, estás muy bien preparado. Vamos a ver lo que pasa en el curso de doctorado. Vienes a verme cuando termines el primer semestre». Entonces, después del primer semestre, fui a verle y él no se acordaba de que me había dicho que viniera a verle. Había sacado muy buenas notas en ese primer semestre y entonces me dijo: «Sigue, sigue, sigue». Ésa es la ventaja, porque en España, durante un año o dos, hubiera tenido que acudir a los cursos de licenciatura que yo no había hecho. Pero había aprendido lo que era necesario aprender por mi propia cuenta.

Entonces, en el 64 termina la tesis doctoral, en un periodo que para la Genética Molecular fue maravilloso, en el que usted participó de una manera activa y me gustaría que nos contara sus recuerdos de esa época de los años 70 en la que nace la Ingeniería Genética. Por cierto, me hace mucha gracia recordar que yo estudié Bioquímica en el curso 68-69 y entonces daba la impresión de que estaba todo hecho. Ya se sabía la síntesis de proteínas, se había completado el código genético, la replicación del DNA.

Hay un científico muy importante y un hombre muy inteligente que escribió libros también para los medios públicos y que viene también del grupo de los fagos, me refiero a Günther Stent, que ya dijo en una ocasión: «Ya no quedan cosas importantes por descubrir». Mi papel allí fue empezar a aplicar las técnicas de la nueva Biología Molecular al estudio de la evolución. Utilizar esas técnicas para analizar la variación genética, cuánta variación existe, y cómo funciona la selección natural en el nivel de los genes, cómo cambian los genes en el origen de las especies y hacerlo cuantitativamente por medio de medidas de biología molecular. Yo ahí sí fui uno de los pioneros en hacer ese tipo de trabajo. Pero lo que hacíamos entonces es juego de niños comparado con lo que se puede hacer hoy día.

Pero era lo que se podía hacer y unos lo hicieron y otros no lo hicieron. Cuéntenos qué tipo de técnicas se utilizaban, porque no existía la secuenciación. Lo menciono para poner esto en perspectiva histórica, claro.

No se podía secuenciar. Se podían hacer secuencias de proteínas pero era una labor ímproba. Secuenciar una pequeña proteína como el citocromo C en veinte organismos, costó cuatro o cinco años a dos científicos muy importantes. Las técnicas que yo utilizaba, básicamente eran técnicas de electroforesis, que nos permitían separar los genes en términos de carga eléctrica. Entonces medíamos la variación que existía con respecto a un gen en una población o en una especie. Y se podían hacer comparaciones y estudiar cómo cambiaban los genes a través de la evolución en experimentos en el laboratorio o en la naturaleza. Eso me dio excusas para ir mucho a los trópicos y al Amazonas. Yo descubrí una serie de especies en la mosca Drosophila que morfológicamente eran casi idénticas, pero eran especies diferentes. Entonces la cuestión era, ¿estamos ante diferencias genéticas importantes, o son muy pocas ya que las moscas no han cambiado morfológicamente? A raíz de eso, hice varios viajes al Amazonas recogiendo moscas y también al Caribe, recogiendo de isla en isla para ver si había diferencias entre islas. Eran trabajos de campo muy interesantes para mí también desde el punto de vista naturalista y cultural. Además, nos dieron resultados muy importantes con respecto a cómo se originaban las especies y al hecho de que estas especies morfológicamente casi idénticas, sin embargo, eran diferentes en el 50% de los genes.

Distinguibles mediante electroforesis.

Sí, había distintos alelos, que nosotros veíamos distinguiendo las enzimas codificadas por estos alelos o las proteínas que sabíamos que eran diferentes y, por lo tanto, tenían pesos diferentes. Algo más adelante, ya a finales de los 70, hice alguna secuenciación de proteínas, pero entonces era un trabajo ímprobo. La secuenciación del DNA se hace posible hacia el año 80 y, claro, ahora podemos secuenciar genomas completos con poco coste y en días.

¿Cómo influyen en su trabajo la aparición de las técnicas del DNA recombinante? ¿Ha tenido una influencia directa en su trabajo?

Sí, muy importante. Porque por medio del DNA recombinante se podían aislar segmentos de genes y multiplicarlos en muchas copias, es decir, clonarlos y entonces estudiar la secuencia. La posibilidad de secuenciación del DNA, al menos en esa época, dependía totalmente del DNA recombinante.

Aquello fue una revolución, pero no todo el mundo supo subirse a ese tren…

En cierto modo, perdone que le interrumpa, es bueno que no todo el mundo se hubiese subido a ese tren, porque sigue habiendo cosas que hay que hacer y que se hacen con otras técnicas.

ayala_061510_01_sz_s780x520

Me gustaría que habláramos ahora sobre sus líneas de investigación más recientes. Estoy pensando en el tema de los intrones y, por otro lado, de los protozoos. Y también quisiera hablar del reloj molecular.

Con respecto a intrones y pseudogenes, se trata de averiguar cómo están organizados los genes y cómo evoluciona esa organización. Descubrir que hay puntos sensibles en las secuencias de genes, donde hay más probabilidad de que el

dna se rompa y se introduzca una secuencia que se convierta en un intrón. Es decir, estudiar la evolución de los genes particulares. Los pseudogenes fueron un descubrimiento interesante. Se llaman pseudogenes porque son genes que no pueden funcionar como genes. Genes que han aparecido por duplicación y que el organismo no necesita. Si el organismo necesita dos copias las mantiene, eso es lo que ha pasado con la evolución de las hemoglobinas, entonces van diferenciándose. Pero, frecuentemente no necesita más que una copia. Y entonces hay una cuestión que no se la planteaban los biólogos ni los evolucionistas: si este segundo gen es inútil, ¿cómo es que lo encontramos en todos los individuos de la especie? Es decir, se ha multiplicado extendiéndose a toda la especie.

Para nuestros lectores vamos a explicar que un pseudogen es una secuencia de DNA muy parecida a un gen, solo que esa secuencia es suficientemente distinta como para que ese gen no sea funcional.

Y normalmente están contiguos al gen. Es decir, han aparecido por duplicación, pero precisamente como no es necesario para el organismo, mutaciones que eliminan la funcionalidad del gen son aceptables. Porque el organismo sigue siendo funcional. Pero la cuestión es, ¿cómo esos genes que tienen mutaciones disfuncionales se han extendido a toda la especie? Es decir, tiene que haber un valor adaptativo para que eso pueda haber ocurrido. La mayor parte de los pseudogenes que se estudian, se estudian por eso. Entonces, estudiando uno de estos genes en la Drosophila, una esterasa, descubrimos que jugaba un papel muy importante en la transmisión del esperma del macho a la hembra. Tenía una función completamente distinta de la del gen originario de la duplicación. Y esto nos llevó a investigar más pseudogenes.

Una función que pudiera proporcionar algún tipo de nueva propiedad al DNA.

Frecuentemente era una función reguladora del mismo gen, pero también de otros genes distintos. Es una secuencia de DNA que está disponible, que está bien organizada, pero que tiene un par de mutaciones que no le hacen posible sintetizar la esterasa. Entonces, empezamos a estudiar la literatura y había bastantes genes que se habían descubierto y descrito, pero no se habían estudiado en detalle más que en cuatro o cinco casos. Y en esos cuatro o cinco casos, lo que se había descubierto es que sí eran funcionales. Por lo tanto, cada uno de esos artículos decían que eran casos excepcionales, pero nadie se había dado cuenta que el resto también decía lo mismo porque eran trabajos hechos con organismos y genes distintos. Entonces, escribí un artículo de revisión sobre todo el panorama indicando que los pseudogenes no son secuencias de DNA que no funcionan. No codifican la proteína, pero han adquirido otra función y es por eso por lo que se mantienen en el organismo.

Con los intrones también descubrimos cosas interesantes. Los intrones son segmentos de DNA que separan los segmentos funcionales de los genes. Digamos que tenemos una frase que dice: «hoy es jueves 28 de octubre». Es como si tuviéramos unas letras intercaladas sin sentido dentro de esa frase, por ejemplo: «hoy egq es iut jueves 28 atwn de octubre». Son segmentos de DNA que parece que no tienen sentido y que separan los segmentos funcionales.

Y hay una cosa que es relevante y es que parece que hay un mayor número de intrones conforme el organismo es más complejo.

Ciertamente, en el caso de los humanos, nuestros genes contienen una proporción mucho mayor de intrones que de exones, que son las partes funcionales. En el otro extremo están las bacterias, que no tienen ningún intrón. Y esto plantea entre otras cuestiones de dónde vienen los intrones, cuándo evolucionaron y cómo vienen. Y había dos teorías: una que decía que los intrones estaban presentes en todos los organismos iniciales pero que se perdieron en las bacterias; y, otra, que los intrones se han ido adquiriendo durante la evolución. Y seguramente, las dos teorías están equivocadas. La visión que yo tengo ahora, y estamos trabajando en ello, es que los intrones son las secuencias funcionales iniciales de la evolución de la vida. Vienen antes que los exones actuales, pero es una cosa que queda por probar y elaborar.

Es una idea estupenda.

Sí, es una idea estupenda. En cuanto al reloj molecular, dado que las mutaciones ocurren gradualmente con una frecuencia muy baja, se puede calcular la tasa a la cual las mutaciones se van acumulando en un gen, siempre que no sean beneficiosas o perjudiciales. Si son beneficiosas, el gen evoluciona muy rápidamente, y entonces ya no es función del tiempo. Si son perjudiciales, el gen se elimina. Pero cuando no son ni muy beneficiosas, ni muy perjudiciales, entonces se van acumulando gradualmente. Esto nos permite, a partir del estudio de las secuencias del DNA y, comparando especies, descifrar la relación entre especies -qué especies divergen de cuáles y también cuándo-. Es decir, medir el tiempo como función de la acumulación gradual de estas mutaciones. Esto ha tenido resultados muy interesantes en determinados eventos de la evolución, que no se podían haber datado por métodos tradicionales, como estudiar la morfología de los fósiles.

Estos estudios del reloj molecular requieren de la secuenciación masiva del DNA. Anteriormente, comparando secuencias de proteínas se hacía algo parecido.

Un trabajo al que me he referido antes implícitamente es una publicación del año 1967 de Emanuel Margoliash y Walter M. Fitch, que publicaron en Science y que tuvo un impacto enorme. Porque todo el mundo se dio cuenta de que se podría reconstruir la evolución de organismos que habían divergido hace 2.000 millones

de años, levaduras, insectos, u otros animales utilizando la secuencia de una proteína pequeña. Era una reconstrucción que no era exacta, ni mucho menos, pero que aproximaba muy bien lo que se conocía, que era la divergencia de esas especies y que luego se podía completar estudiando otros genes. Pero, como decía usted al principio, se hacía secuenciando proteínas, que era una labor ímproba que llevaba mucho tiempo. Entonces, Fitch es el primero que desarrolla métodos para utilizar con una teoría precisa los cambios que ocurren en el DNA para reconstruir la historia filogenética, la historia de la divergencia de las especies, porque todos estaban tratando con resultados estadísticos.

Aquí llegamos al punto en el que quería señalar esto: la secuenciación del DNA nos permite ver la evolución. Es decir, tenemos una prueba experimental de la evolución, aunque no estábamos allí cuando aparecieron los eucariotas o cuando aparecieron los vertebrados…

Pero llevamos los resultados de esos eventos en nuestro DNA y en el DNA de otros organismos. Son dos cuestiones separadas y relacionadas; una es, qué especies son más cercanas a otras, cuáles son las que han tenido un antepasado más reciente; y, la segunda cuestión es, cuándo pasó esto. Eso es la parte que se corresponde más al reloj molecular. Hasta qué punto podemos medir el tiempo a través de los cambios

moleculares. Ahí hubo una teoría, la Teoría Neutral de la Evolución Molecular, que suponía que casi todos los cambios que ocurren a nivel molecular son neutrales y que, por lo tanto, constituyen un reloj estocástico, como el decaimiento radioactivo. Yo a través de muchos trabajos con colaboradores demostré que la variación del reloj molecular era mucho más grande de lo que se esperaba de un decaimiento radioactivo. Entonces, la cuestión era medir la tasa de variación, de divergencia, de error, por así decirlo, y, aún así, reconstruir el tiempo. Y la respuesta corta a un problema complejo es que la diferencia entre tener un reloj estocástico y un reloj que es más proclive a errores, es que con el segundo reloj se necesitan muchos más datos para llegar al mismo resultado. Pero se pueden utilizar los datos como reloj molecular.

Es un tema apasionante. La primera idea del reloj molecular de los años 60-70 ya es maravillosa. Y luego, como casi todo en Biología, la tecnología del DNA recombinante lo ha hecho todo mucho más accesible. Claro, la secuenciación del DNA humano fue un hito para mí comparable con la llegada a la luna, pero no es sólo cuestión de secuenciar el DNA.

No, está toda la tecnología que vino con ello. Aquí le voy a contar algo que seguramente no sabe. En esos años finales de los 80, yo era chairman de una comisión de la Academia de Ciencias que trataba cuestiones aplicadas, es decir, cuestiones que no eran propias de la academia como tal, sino cuestiones del uso de ciencia para todos los propósitos. Entonces, se planteó la cuestión de si se debería secuenciar el genoma humano. De hecho, el primero que planteó la cuestión es un científico llamado Charles DeLisi que estaba en el Ministerio de Energía, un biólogo molecular. Y otros se juntaron enseguida. Se creó un comité de NIH, de los Institutos Nacionales de la Salud, para evaluar si se debía hacer ese proyecto o no, si los resultados iban a compensar el esfuerzo económico, si se podría tener éxito o no, etc. Y entonces, el gobierno nos pidió a la Academía que evaluáramos la cuestión y fue mi comisión la que estuvo a cargo de evaluarla. Nombramos un comité en el que estaba Bruce Alberts como chairman, un bioquímico de la Universidad de San Francisco que había sido elegido hacía solo dos o tres años para la Academia. Y me acuerdo que él no sabía ni que estos comités existían. Aún así, cuando le planteamos el asunto le pareció muy interesante y él fue el chairman de este comité dedicado especialmente a recomendar o no al gobierno americano si se debería realizar la investigación. Y la recomendación fue que sí. Entonces los Institutos Nacionales de la Salud constituyeron un comité para asesorar el estudio del genoma humano, y el chairman de ese comité que ya iba a proceder a ello, fue James Watson, uno de los codescubridores de la estructura del DNA. Pero yo fui miembro de ese comité desde el principio. Quise serlo por dos razones: una, para que no se olvidaran de que no hay un genoma humano, sino que hay 6.000 millones de genomas humanos. Quería que no se olvidaran de la variación, que no creyeran que iban a hacer una secuencia y creyeran que esa era la de todos los humanos. Y la otra, que me parecía a mí políticamente necesaria, es que se investigaran las implicaciones éticas, legales y sociales del proyecto. Curiosamente, al principio Watson creía que eso era una pérdida de tiempo. Yo quería que se hicieran inversiones en investigar el genoma, pero también inversiones en investigar las implicaciones éticas, legales y sociales. Al principio Watson estaba relativamente en contra, pero en seguida se dio cuenta de que eso era importante desde un punto de vista político. De hecho, lo apoyó y luego aumentó las inversiones en estas cuestiones llamadas ELSI (Ethical, Legal and Social Implications).

Yo estuve allí varios años, hasta que me eligieron presidente de la AAAS (American Association for the Advancement of Science). Utilicé eso como una razón para dejar de participar en el proyecto como asesor, porque además me parecía que iba por el buen camino. Y eso coincide en el tiempo con el abandono de Watson en la dirección del proyecto y su sustitución por Francis Collins. Él fue quien terminó el proyecto y ahora es el director del NIH. Y Francis Collins y yo hemos sido muy amigos desde entonces, porque habíamos trabajado en el proyecto y seguimos trabajando.

Así estuve yo implicado en ese proceso que se pensaba que iba a durar quince años y que iba a costar 3.000 millones de dólares y se terminó en doce años y a menor coste del que se había anticipado. Y lo que pasó, como usted sabe muy bien, es que las técnicas de secuenciación avanzaron tremendamente. Y ahora tenemos que se puede secuenciar un genoma humano en un mes y a un coste de 100.000 dólares, cantidad que va bajando y bajando. Porque hay ahora una compañía norteamericana que ha ofrecido un millón de dólares o un premio muy importante, al primero que sea capaz de secuenciar un genoma humano a coste de 1.000 dólares.

En eso se parece un poco al proyecto «Man on the Moon». Porque poner al hombre en la Luna no nos trajo ningún provecho, pero la cantidad de tecnología que se desarrolló, sí. Y lo mismo se puede decir de proyectos inicialmente menos atractivos, estoy pensando en la «Guerra de las Galaxias» de Ronald Reagan, que significó el desarrollo de tecnologías que, por ejemplo, nos han facilitado la vida a los espectroscopistas de una manera total. La mentalidad lineal de que primero es la ciencia, luego la tecnología y luego la innovación, es mentira. Muchas veces la tecnología viene primero y luego viene la ciencia. Pero, en este caso, vamos a seguir un poco linealmente. Los protozoos.

Yo había tenido experiencia con mis viajes a Sudamérica con la enfermedad de Chagas. La enfermedad de Chagas era y es una enfermedad de pobres, porque son gentes que viven en casas de adobe y, por lo tanto, no tienen cal. Entonces los insectos que transmiten Chagas, viven en los recovecos de la casa. Y a las noches, cuando la persona está durmiendo le pican y transmiten la enfermedad. Además, la transmisión de la enfermedad de Chagas es muy interesante, porque no es que te la transmita el insecto cuando come tu sangre, sino que al mismo tiempo que come tu sangre, defeca y en las heces es donde está el parásito. Y la persona a la que le ha picado, se rasca y en ese proceso introduce el parásito en la herida. En cualquier caso, esto más o menos se sabía, pero se pensaba que era una única especie de Trypanosoma cruzi la que causaba la enfermedad. Con mi experiencia, sin ser médico, yo veía que la manifestación de esta enfermedad, en Bolivia en particular, tenía efectos muy diferentes. Por eso, yo pensaba que estaban equivocados los biólogos y parasitólogos en clasificarla como especie única.

Entonces, utilizando la tecnología que yo había desarrollado midiendo diferencias entre proteínas y evaluando diferencias entre genes de esa manera para identificar las especies, trabajé junto con un médico científico francés, Michel Tibayrenc. Michel estaba trabajando en un programa que Francia tenía y que sigue teniendo, consistente en proveer asistencia médica y técnica a países subdesarrollados, frecuentemente a países que han estado asociados con Francia. Yo le conocí, le invité a que viniera a mi laboratorio durante dos o tres semanas, le invité a que trajera una o dos muestras del Trypanosoma cruzi y ver si éramos capaces de hacer lo que habíamos hecho con Drosophila. Total, que tratamos de hacerlo y salió muy bien. Entonces, vimos que podíamos comparar las distintas estirpes de Trypanosoma cruzi aisladas primero de distintos humanos, pero luego también de otros animales que tienen Trypanosoma cruzi. Y vimos que mi supuesto de que no era una única especie sino varias, resultó ser erróneo. Lo que encontramos es que era una sola especie, como pasa frecuentemente en ciencia, que uno encuentra un resultado completamente diferente al que uno anticipa. Pero contrariamente a lo que todo el mundo creía, no se transmitía sexualmente. Porque el Tripanosoma cruzi tiene la capacidad de reproducirse sexualmente y es diploide, tiene dos juegos de cromosomas. Pero lo que encontramos es que se transmitía clonalmente, como se transmiten las bacterias.

¿Todo el genoma?

Sí, todo el genoma.

Me gustaría comentar, para el beneficio de los lectores no biólogos, que trabajar con bacterias es relativamente sencillo, con levaduras bastante sencillo, pero con protozoos es endiablado. La genética de los protozoos, a mí me da miedo.

Para informar también a los lectores, los protozoos son organismos microscópicos pero que tienen un peso 10.000 veces mayor que una bacteria. Es decir, es como comparar un grano de arroz con un balón de fútbol. En ese momento empezamos a estudiar otros parásitos protozoarios, entre ellos el Trypanosoma brucei que causa la enfermedad del sueño, y entonces encontramos que todos los organismos se multiplicaban como clones. Con todo ello, publicamos un artículo que tuvo mucho impacto, llamado The clonal theory of parasitic protozoa (La teoría clonal de los parásitos protozoarios). Identificamos varios, para los que teníamos evidencias claras de la clonación, otros que eran ambiguos y excluíamos, naturalmente, a Plasmodium. Porque para que el Plasmodium pueda transmitirse tiene que haber fecundación y meiosis en un mosquito. Evidentemente eso requiere sexualidad. Para saltar varios años, acabamos de enviar un trabajo para que se publique, donde explicamos que los Plasmodium también se transmiten clonalmente, desde el punto de vista de genética de poblaciones.

¿Cómo es eso?

Lo voy a explicar de la siguiente manera. Se trata de distinguir entre clonalidad fisiológica y clonalidad genética. Lo que se transmite es el genoma completo, pero a nivel fisiológico no es clonal. Eso ya lo sabíamos, porque el parásito en los humanos es haploide, tiene un sólo juego de cromosomas. Cuando pica el mosquito, el parásito diverge en las dos células sexuales, macho y hembra, por simplificación. Entonces, tiene que haber fecundación en el estómago del mosquito, en el intestino. Allí forman un quiste que en cuestión de días sufre una meiosis, que es cuando se separan los cromosomas y los genes. Y solo entonces es cuando pueden migrar a las glándulas salivares del mosquito y, por lo tanto, transmitirlo en la próxima comida de sangre. Pero lo que pasa es que los genomas que resultan de la meiosis, son los mismos genomas que se han constituido. Es decir, no hay entrecruzamiento. Es decir, es clonalidad genética aunque no es clonalidad fisiológica. Entonces, extendimos la teoría clonal al Plasmodium y, claro, al principio chocó a toda la comunidad de expertos en malaria, y todavía estamos trabajando en ello porque hay otras cosas interesantes.

Este trabajo lo llevé a cabo con Michel Tibayrenc, porque vino a mi laboratorio de Bolivia a principio de los años 80. Hicimos las primeras pruebas con Tripanosoma y viendo que podíamos hacer el análisis enzimático de diferencias genéticas, pidió al gobierno francés una beca de dos años para poder estar en mi laboratorio. Dejó el puesto que tenía de médico en La Paz, vino con sus cuatro hijos pequeños, pasó los dos años en mi laboratorio e hicimos todo este trabajo e incluso otros para descubrir la clonalidad de estos parásitos protozoarios. Lo del Plasmodium no se confirmó hasta más adelante. Pero él volvió después a mi laboratorio por un año y ha vuelto frecuentemente, y seguimos colaborando. Y ahora hemos hecho el primer análisis proteómico para identificar especies y estirpes de protozoos. Me parece que es el primero que se ha hecho y unos días antes de empezar este viaje, envié el trabajo a los Proceedings of the National Academy of Sciences y ya me han dicho que está aceptado. Eso significa que aparecerá en un mes o dos y veremos qué efecto tiene (la entrevista fue realizada a finales de octubre de 2010). Y mientras tanto, seguimos trabajando en ver hasta qué extremo es clonal el Plasmodium. Porque la recombinación entre genomas ocurre ocasionalmente aún en Trypanosoma. Uno de mis antiguos estudiantes de doctorado, Carlos Machado, que ahora es profesor en una universidad americana, de hecho identificó un par de casos de recombinación.

Pero son casos que ocurren en el orden de millones de años, muy raramente. Antes, habíamos resuelto con Michel Tibayrenc que los protozoos parasíticos (al menos muchas especies) se transmiten clonalmente. Los clones son, frecuentemente, muy antiguos. Las líneas de Trypanosoma cruzi se separaron antes que el chimpancé y los humanos, por lo tanto, estamos hablando del orden de unos 10 millones de años y por eso son relativamente diferentes. Pero también descubrimos que hay sólo tres de estos clones que causan la enfermedad de Chagas en humanos. Hay muchos otros clones que infectan mamíferos pequeños en Sudamérica, pero solo hay tres que causan la enfermedad en humanos, y, es por eso que la enfermedad tiene esas manifestaciones diferentes. Pero en todos los sentidos es la misma especie, y a esto me refería cuando decía que lo que descubrimos no era lo que yo esperaba, creía que íbamos a probar que eran distintas especies, pero los resultados son mucho más importantes.

Para terminar, su actividad intelectual es poliédrica. Sólo para dar un ejemplo, me hablaba ayer de esta asignatura optativa de Filosofía de la Biología, o del libro que ha salido este año sobre este ámbito. ¿Qué tipo de libro es?

Se trata de una serie de diez cuestiones de Filosofía de la Biología las cuales son importantes y hay argumentación. Por ejemplo, empezando por el final, una de ellas es si la moralidad está determinada puramente por nuestra biología, por nuestros genes, o si es el producto de la cultura, de la evolución cultural. Por cada uno de los diez temas, hay dos capítulos escritos: uno, que arguye un punto y, otro, que hace el contrapunto. Son eso, si la vida se puede explicar mecanísticamente o no… Cuestiones de este tipo, son esotéricas, pero son importantes desde el punto de vista filosófico. Y son cuestiones que están sin resolver.

Edición realizada por César Tomé López a partir de materiales suministrados por CIC Network

2 comentarios

  • Avatar de Susana Pinar García

    Félix,

    Tu entrevista está muy bien y estaría mejor si no hubieras confundido a la persona de que se trata. Francisco José Ayala Carcedo no es la persona a la que has entrevistado, sino Francisco José Ayala Pereda.
    Carcedo también es biólogo, pero nada que ver con el presente.

    Un abrazo,

    Susana Pinar García
    Biógrafa oficial de Francisco J. Ayala

Deja un comentario

Tu dirección de correo electrónico no será publicada. Los campos obligatorios están marcados con *