LIBROS. ¿Cómo funciona la vida?. Es hora de admitir que los genes no son el modelo base de la vida

Es hora de admitir que los genes no son el modelo de la vida

 

La visión de la biología que a menudo se presenta al público es demasiado simplificada y anticuada. Los científicos deben dejar las cosas claras, sostiene un nuevo libro.

How Life Works: A User’s Guide to the New Biology Philip Ball Pan Macmillan (2024)

05 febrero 2024.- Durante demasiado tiempo, los científicos se han contentado con abrazar la perezosa metáfora de los sistemas vivos que funcionan simplemente como máquinas, dice el escritor científico Philip Ball en How Life Works . Sin embargo, es importante ser abierto sobre la complejidad de la biología (incluido lo que no sabemos) porque la comprensión pública afecta las políticas, la atención médica y la confianza en la ciencia. 

"Mientras insistamos en que las células son computadoras y los genes son su código", escribe Ball, la vida bien podría estar "rociada de magia invisible". Pero la realidad “es mucho más interesante y maravillosa”, como explica en esta guía del usuario de lectura obligada tanto para biólogos como para no biólogos.

Cuando se secuenció el genoma humano en 2001, muchos pensaron que resultaría ser un "manual de instrucciones" para la vida. Pero resultó que el genoma no era un modelo. De hecho, la mayoría de los genes no tienen una función preestablecida que pueda determinarse a partir de su secuencia de ADN.

En cambio, la actividad de los genes (ya sea que se expresen o no, por ejemplo, o la longitud de la proteína que codifican) depende de innumerables factores externos, desde la dieta hasta el entorno en el que se desarrolla el organismo. Y cada rasgo puede verse influenciado por muchos genes. Por ejemplo, se han identificado mutaciones en casi 300 genes que indican un riesgo de que una persona desarrolle esquizofrenia.

La secuenciación del ADN se ha convertido en una rutina, pero puede ser difícil precisar las funciones de los genes individuales. Fuente: Peter Menzel/SPL

Por lo tanto, señala Ball, es una enorme simplificación decir que los genes causan este rasgo o aquella enfermedad. La realidad es que los organismos son extremadamente robustos y, a menudo, se puede realizar una función particular incluso cuando se eliminan genes clave. Por ejemplo, aunque el gen HCN4 codifica una proteína que actúa como marcapasos principal del corazón, el corazón conserva su ritmo incluso si el gen está mutado 1 .

Otra metáfora que Ball critica es la de una proteína con una forma fija que se une a su objetivo y es similar a cómo encaja una llave en una cerradura. Muchas proteínas, señala, tienen dominios desordenados: secciones cuya forma no es fija, sino que cambia constantemente.

Esta “borrosidad e imprecisión” no es un diseño descuidado, sino una característica esencial de las interacciones entre proteínas. El desorden hace que las proteínas sean “comunicadores versátiles”, capaces de responder rápidamente a los cambios en la célula, uniéndose a diferentes socios y transmitiendo diferentes señales según las circunstancias. Por ejemplo, la proteína aconitasa puede pasar de metabolizar el azúcar a promover la ingesta de hierro en los glóbulos rojos cuando el hierro es escaso. Casi el 70% de los dominios proteicos pueden estar desordenados.

También deberían cuestionarse las opiniones clásicas sobre la evolución. A menudo se considera que la evolución es “un asunto lento que consiste en dejar que mutaciones aleatorias cambien un aminoácido por otro y ver qué efecto produce”. Pero, de hecho, las proteínas normalmente se componen de varias secciones llamadas módulos; reorganizar, duplicar y modificar estos módulos es una forma común de producir una nueva proteína útil.

El ADN por sí solo no puede revelar cómo funciona la vida. Fuente: Philippe Plailly/SPL

Más adelante en el libro, Ball aborda la cuestión filosófica de qué hace que un organismo esté vivo. La agencia (la capacidad de un organismo para provocar cambios en sí mismo o en su entorno para lograr una meta) es el enfoque central del autor. Sostiene que dicha agencia es atribuible a organismos completos, no sólo a sus genomas. Los genes, las proteínas y los procesos como la evolución no tienen objetivos, pero una persona ciertamente sí los tiene. Lo mismo ocurre con las plantas y las bacterias, en niveles más simples: una bacteria podría evitar algunos estímulos y sentirse atraída por otros, por ejemplo. Destronar el genoma de esta manera cuestiona el pensamiento estándar actual sobre la biología, y cree que ese desafío es muy necesario.

Ball no es el único que pide un replanteamiento drástico de la forma en que los científicos discuten la biología. Ha habido una avalancha de publicaciones en este sentido durante el año pasado, escritas por mí y por otros 2 – 4 . Todos describen razones para redefinir lo que hacen los genes. Todos destacan los procesos fisiológicos mediante los cuales los organismos controlan sus genomas. Y todos sostienen que la agencia y el propósito son características definitivas de la vida que han sido pasadas por alto en las visiones convencionales de la biología centradas en los genes.

Este estallido de actividad representa un pensamiento frustrado de que “es hora de impacientarse con la vieja visión”, como dice Ball. La genética por sí sola no puede ayudarnos a comprender y tratar muchas de las enfermedades que causan las mayores cargas sanitarias, como la esquizofrenia, las enfermedades cardiovasculares y el cáncer. Estas condiciones son esencialmente fisiológicas, señala el autor: a pesar de tener componentes genéticos, son causadas por procesos celulares que van mal. Esos procesos holísticos son lo que debemos comprender si queremos encontrar curas.

En definitiva, Ball concluye que “estamos al comienzo de un replanteamiento profundo de cómo funciona la vida”. En su opinión, comenzar es la palabra clave aquí. Los científicos deben tener cuidado de no sustituir un viejo conjunto de dogmas por uno nuevo. Es hora de dejar de fingir que, más o menos, sabemos cómo funciona la vida. En lugar de ello, debemos dejar que nuestras ideas evolucionen a medida que se realicen más descubrimientos en las próximas décadas. 

Sentarse en la incertidumbre, mientras se trabaja para hacer esos descubrimientos, será la gran tarea de la biología para el siglo XXI.

Referencias

1. 1. Noble, D. Prog. Biophys. Mol. Biol. 166, 3–11 (2021). Artículo 

2. 2. Noble, R. & Noble. D. Understanding Living Systems (Cambridge Univ. Press, 2023). 

3. 3.Vane-Wright, R. I. & Corning, P. A. Biol. J. Linn. Soc. 139, 341–356 (2023). Artículo 

4. 4. Corning, P. A. et al. (eds) Evolution “On Purpose”: Teleonomy in Living Systems (MIT Press, 2023).