Las ganadoras del Premio Nobel de Química

Las surferas del ADN

La técnica de edición genética desarrollada por Emmanuelle Charpentier y Jennifer Doudna ha desencadenado una revolución de alcance impredecible

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Emmanuelle Charpientier y Jennifer Doudna, premio Nobel de Química 2020.

Emmanuelle Charpientier y Jennifer Doudna, premio Nobel de Química 2020. / AFP

En 1951, en un laboratorio de la universidad de Londres una joven doctora en química que estudiaba el ácido desoxirribonucleico (ADN) se afanaba para obtener un difractograma con buena resolución, algo así como una foto que no estuviera movida, mientras en Cambridge otros jóvenes investigadores muy creativos y ambiciosos elucubraban sobre la estructura de dicha molécula. Después de varios intentos, Rosalind Franklin, la doctora en química, descubrió el motivo por el que sus 'fotos' salían movidas: no había una, sino dos moléculas casi idénticas mezcladas. Cuando las separó químicamente, obtuvo la famosa 'foto 51' que encerraba las claves de la estructura del ADN. Este descubrimiento tuvo una enorme trascendencia porque estas moléculas contienen toda la información necesaria para fabricar las proteínas que permiten crear un ser vivo. Cuando en 1962 los jóvenes ambiciosos recibieron el premio Nobel de Medicina por desentrañar la estructura del ADN, Rosalind Franklin hacía cuatro años que había muerto de cáncer, enfermedad a la que probablemente no fue ajena la exposición continuada a los rayos X que había usado para obtener sus 'fotos'.

Desde entonces la comunidad científica ha intentado desarrollar técnicas que permitan manipular el material genético de células y organismos, porque ello daría al ser humano un poder casi infinito sobre los seres vivos. Las técnicas de edición genómica son hoy una realidad y el premio Nobel de Química del año 2020 se ha concedido a las científicas Emmanuelle Charpentier y Jennifer Doudna por el desarrollo de una de ellas, la denominada CRISPR-Cas9. Jennifer Doudna, que se interesó por la bioquímica tras leer el libro 'La doble hélice', donde se relata el descubrimiento de la estructura del ADN, explica que estas 'tijeras' le dan al ser humano la posibilidad de editar no solo el ADN de todo ser humano viviente, sino el ADN de las generaciones futuras. 

Los trabajos de investigación de ambas científicas no surgieron de la nada: como suele ocurrir en ciencia, se basan en el esfuerzo de muchos. Entre los científicos que realizaron trabajos relevantes en este campo, se encuentra el español Francisco Mojica, que en 1992 descubrió que las arqueas, microorganismos que viven en las salinas de Santa Pola (Alicante), tenían en su ADN secuencias de pares de 'bases' con estructura de 'palíndromos', palabras como 'Ana' que se leen igual de izquierda a derecha que de derecha a izquierda. Esas 'bases' son los bloques de construcción del ADN, se enlazan entre ellas para formar los peldaños de la doble hélice y se representan por letras  como A, T, G o C. Mojica encontró unas secuencias que llamó CRISPR, acrónimo de 'clustered regularly interspaced short palindromic repeats' o “repeticiones palindrómicas cortas, regularmente espaciadas”, que aparentemente era información sin función en la transmisión de la información genética.

Tras los descubrimientos de varios investigadores que indicaban que los CRISPR jugaban papeles relevantes en la defensa frente a las infecciones, Emmanuelle Charpentier comenzó a estudiar en el 2011 el mecanismo del sistema inmunitario de las bacterias basado en CRISPR-Cas9 (CRISPR-associated, c-as genes) en colaboración con Jennifer Doudna. Pronto se dieron cuenta de que esta increíble máquina molecular capaz de extraer el ADN viral con una precisión extraordinaria, también podía ejecutar manipulaciones del ADN en otros tipos de células, incluidas las humanas.   

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En su trabajo conjunto desarrollaron un método simple y preciso de edición genética basado en Cas9 y en una molécula guía de ARN (ácido ribonucleico) que hoy se usa en laboratorios de todo el mundo para un amplísimo rango de aplicaciones, desde prevenir enfermedades genéticas o desarrollar terapias para tratamientos de cáncer, hasta mejorar cosechas. La puesta a punto de esta técnica ha desencadenado una revolución de alcance impredecible. Doudna, que pasó su infancia y juventud en una ciudad costera de Hawái frecuentemente azotada por enormes tsunamis, compara la situación actual con una gran ola que se acerca a la costa de la que no podemos huir, por ello recomienda subirnos a la ola y surfearla. En palabras de Doudna: “Ha comenzado una discusión global sobre la edición génica: es un debate histórico acerca nada menos que del futuro de nuestro mundo. La ola se está acercando. Rememos hacia ella y surquémosla juntos.”  (Jennifer A. Doudna, Samuel H. Sternberg, 'Una grieta en la Creación'.  Alianza Editorial, 2020).

*Catedrática de Química Inorgánica de la Universidad de Sevilla y miembro de la Red de Científicas Comunicadoras.