Los seres vivos somos un poco como una máquina de vapor, o un ordenador: utilizamos combustibles (los alimentos) para hacer cosas (generando calor). Cosas como andar, nadar o volar, o pensar. Pero hacemos también cosas muy especiales (y quizá únicas en el universo?): cambiamos: de color, como los camaleones, que reaccionan a los colores de su ambiente; de orientación, como las plantas respecto al sol; de acera, si buscamos la sombra. Cambiamos a lo largo de la vida: envejecemos. Y Cambiamos también a lo largo de tiempos mucho más largos: los seres vivos evolucionamos: los antepasados terrestres de los hipopótamos también fueron los antepasados de las ballenas; los tátara-tatara-abuelos de los chimpancés fueron también nuestros tátara-tatara-abuelos.

Pero quizá una de las propiedades que más nos distinguen de las máquinas es que los seres vivos, además, nos autoconstruimos autoconstruimos (a partir de un huevo u óvulo), y nos autoreparamos como ocurre con las heridas, o con la regeneración de órganos dañados (una capacidad que algunos animales poseen y que los seres humanos tenemos muy limitada). Todos estos procesos de cambio (envejecimiento, evolución, regeneración) están relacionados a esa capacidad de autoconstrucción de los seres vivos. Y de una forma u otra, las investigadoras e investigadores del CABD (Centro Andaluz de Biología del Desarrollo) trabajan para comprender cómo los seres vivos nos autoconstruímos, nos reparamos y cambiamos a lo largo de la evolución.

Ha sido este proyecto común y la energía de todos en el CABD la que ha llevado a conseguir la distinción de Unidad de Excelencia María de Maeztu -una distinción que, junto a los Centros Severo Ochoa, identifican a organismos de investigación cuyo trabajo está en la frontera del conocimiento en sus respectivas áreas, al más alto nivel internacional.

En ese proceso de autoconstrucción que es el Desarrollo Embrionario (y aquí está la “D” del “CAB-D”) las células de nuestro cuerpo se hablan, utilizando un lenguaje de señales químicas, físicas y eléctricas, para ponerse de acuerdo durante la construcción de los órganos (esta comunicación se ve alterada durante el envejecimiento y a veces, durante la enfermedad, es pura cacofonía). La Unidad María de Maeztu del CABD tiene como objetivo desentrañar cómo esas sociedades de células trabajan coordinadamente.

Los programas de investigación en la Unidad (y en el CABD, en general) tienen una serie de características que los hacen especiales. Éstas incluyen la utilización de muchos modelos experimentales (desde bacterias a ratones pasando por un zoológico de otras especies -y, para nuevas preguntas, se están estableciendo nuevos modelos), la utilización de técnicas de microscopía avanzada para ver qué hacen las células en vivo y en directo, los experimentos de técnicas ómicas, en las que se pregunta a las células qué información de su genoma están utilizando en cada momento, y la capacidad para la manipulación genética fina, con las que se modifica el genoma o su utilización con el fin de descifrar la información que ese genoma contiene.

Por ejemplo, para investigar el proceso de envejecimiento se está utilizando una especie de pez tropical, el killifish, que de forma natural envejece muy rápido (su ciclo vital está acelerado para poder “encajar” desarrollo, reproducción y envejecimiento en la corta estación lluviosa). Para conocer los mecanismos de cómo los órganos regeneran tras una lesión, se investiga en una especie de insecto que es capaz de “re-crecer” de nuevo sus patas en tan solo seis días. Para comprender las causas genéticas de algunas enfermedades humanas se recrean las alteraciones genéticas en ratones, donde es posible aplicar herramientas de investigación imposibles en humanos.

Una de las grandes ventajas de la distinción María de Maeztu es que el CABD tiene nuevas herramientas para implementar su “plan estratégico”. Y con estas herramientas, la Unidad ha apostado por tres direcciones: la primera, la de aumentar la capacidad de digerir grandes cantidades de datos, en una era del “big-data” biológico (y el CABD es un gran productor de big-data) creando un área específica de biocomputación. La segunda, la de acercar la física y la ingeniería a la investigación del centro. Y la tercera (y necesaria para las anteriores), la atracción de talento y, en particular, de talento joven. Solo en los últimos dos años se han establecido en el CABD los grupos de cuatro investigadores permanentes, tres grupos en “la incubadora de talento” del CABD (las posiciones denominadas “trampolín”) y algunos investigadores e investigadoras postdoctorales que están llevando a cabo proyectos fascinantes.

Para el CABD, el futuro a la vista está lleno de retos. Retos como avanzar en la igualdad de género, aumentar la colaboración con el tejido productivo, contribuir más a la formación de jóvenes investigadoras e investigadores, acercar aun más la ----ciencia a la sociedad y mantener la excelencia científica. Pero afrontar cada uno de estos retos es parte del proceso de autoconstrucción, de regeneración y de cambio del CABD. Casi como un organismo vivo.

Para más información, visitad http://www.cabd.es/es-home.html y http://cellcollectives.com

Con la profusión de estrellas gastronómicas y programas televisivos donde se incuban futuros chefs, no es de extrañar que “la comida” sea uno de los temas centrales de cualquier reunión de amigos, vecinos o familiares. Sin embargo, esto que nos parece tan sencillo –arrancarse con el tema de las “reducciones”, el “maridaje” o los confitados- requiere de nuestros encéfalos un considerable esfuerzo: integración sensorial, memoria a largo y corto plazo, habla y quizá actividad motora (solo si hay suerte y, además de cháchara, alguien se arranca a cocinarse algo).

Esta actividad frenética –que de pensar en ella ya abre el apetito- la realizan billones de neuronas hablándose entre sí. Cada una de esas neuronas no sabe de qué se está hablando -sólo usted o yo lo sabemos, dado que ese “saber” es una propiedad que emerge, como por arte de magia, de esa verborrea neuronal. Para sus comunicaciones, las neuronas utilizan mensajes químicos. Tras recibir un paquete de uno de estos mensajes químicos, la neurona experimenta un calambrazo que la hace pasar otra dosis de mensaje químico a la siguiente neurona con la que está conectada y así, una tras otras, en largas cadenas neuronales (aunque a una velocidad de vértigo).

Uno de los mensajeros químicos frecuentemente utilizado por nuestras neuronas es el Glutamato, más conocido por su sabor “umami” característico y por formar parte de los aditivos alimentarios que hacen que “no puedas comer sólo una”… Billones de neuronas, charlando de comida con otros billones de neuronas, organizadas en la estructura más compleja que conocemos: el cerebro. Nada más alejado de las diminutas bacterias que pueblan, como ciudadanos invisibles, todo el planeta.

Las bacterias se turnan para comer

Solemos imaginarnos a las bacterias como solitarias y microscópicas pastillas de paracetamol, a veces velludas. Sin embargo, lo más frecuente es que formen colonias superpobladas en las que las bacterias se apiñan en medio de una gelatina: son las películas microbianas (o biofilms), tan resbaladizas en la ducha de la piscina. Dentro de los biofilms, dónde esté situada una bacteria importa y mucho: por lo general, las que están en la periferia están más próximas a las fuentes de nutrientes que las interiores (porque las bacterias ya se los comieron).

Curiosamente, las bacterias en un biofilm se turnan para comer. Como olas en un estadio, cuando las de la periferia están terminando en primer plato, dejan el segundo para las de dentro, en una oscilación gastronómica que hace que el biofilm crezca a trompicones, al ritmo de esas oscilaciones. Pues bien, un trabajo reciente ha mostrado cómo las bacterias comunican su estado nutricional –cómo de satisfechas están, vaya- para permitir que periféricas y centrales tengan acceso alternado a la comida (doi: 10.1038/nature15709.). Cuando las bacterias sienten “hambre” (más precisamente, cuando escasea el Glutamato que utilizan como alimento), liberan potasio al medio. El potasio, al ser un ión con carga eléctrica, hace que en el medio que baña a las bacterias en el biofilm se propague una tenue corriente eléctrica que llega al otro extremo del biofilm y que corta el apetito a las que reciben el calambrazo, de forma que dejan un poco de glutamato para las demás.

Este era, hasta ahora, un medio desconocido de comunicación entre bacterias: las pequeñas bacterias se comunican como sofisticadas neuronas, utilizando corrientes eléctricas de potasio al son del Glutamato. ¿Quizá las mitocondrias, esas bacterias “domesticadas” de nuestras células, y encargadas de digerir el menú celular, les enseñaron a hablar de comida a nuestras neuronas? Quizá sea especular demasiado. Lo que es seguro es que cuando las bacterias hablan de gastronomía saltan chispas –o casi.

Hace ya meses que la sonda espacial Kepler nos manda postales de sus viajes cósmicos. Este verano, la NASA nos leyó una de esas misivas y anunció el descubrimiento de un nuevo planeta, Kepler-452b, orbitando un sol amarillo en la constelación de Cygnus. Según los astrónomos, de los exoplanetas detectados por la sonda espacial Kepler hasta el momento, éste es el que más se podría parecer a la tierra. Kepler-452b es algo mayor que nuestro planeta azul, probablemente hecho de roca y no de gas, quizá con atmósfera, y habría estado orbitando su sol desde hace 6000 millones de años a una distancia tal que sus temperaturas serían compatibles con la vida tal y como la conocemos aquí.

Todavía las características de Kepler-452b y de otros exoplanetas son en gran medida hipotéticas, pero la sola posibilidad de que existan otras tierras es fabulosa.

La evolución de la vida en la tierra ha sido una mezcla de química y de historia, el resultados de procesos gobernados por leyes probablemente universales combinadas al azar. Todos los biólogos estamos condenados a estudiar una única biología: la terrestre. Como si no tuviésemos suficiente… Pero, y si la vida tuviese otra oportunidad en otro planeta, por ejemplo Kepler-452b: ¿cómo sería?

Probablemente utilizase fuentes de energía para mantenerse alejada del equilibrio termodinámico (es decir, capaz de mantener una estructura compleja); haría copias de sí misma, seguramente generando variantes… pero ¿qué química habría utilizado esta vida exoplanetaria? ¿Cómo estaría escrito su código genético? ¿Habría solo un código? ¿Y qué formas tendrían? ¿Cómo se comunicarían, qué tipos de comunidades formarían? ¿habría formas de vida inteligentes?… Una sola forma de vida extraterrestre, por pequeña y simple que fuese, podría ayudarnos a comprender las cualidades genéricas de lo que denominamos “vivo”. Sería, en palabras del paleontólogo Stephen J. Gould, como rebobinar la cinta de la vida para tocarla de nuevo. Solo el pensar en ello pone los pelos de punta.

Horizontes con los que soñar

Sin embargo, el anuncio de la existencia de Kepler-452b me generó cierta inquietud. A lo largo de la historia, los humanos nos hemos caracterizado por la capacidad de resolver los problemas más complejos, con un ingenio solo sobrepasado por la magnitud de los problemas que hemos ido generando. Y mezcla de curiosidad y anhelo, y de huida hacia adelante, nuestra especie ha seguido colonizando el planeta hasta el más recóndito lugar.

Huidas de África, a través de océanos, huidas de fin de semana; dejando tras de sí campos de roza, guerras, ciudades invivibles. Hasta hace poco, la tierra, este pequeño y pálido punto azul en los suburbios de la Vía Láctea tenía todavía horizontes con los que soñar, nuevos lugares, nuevos recursos que explotar cuando se agotaban los antiguos. Kepler-452b es un nuevo horizonte –aunque a 1400 años luz de aquí- cuando parece que la humanidad no se decide a afrontar el problema más complejo con el que se haya enfrentado jamás: el de analizar el ecosistema global del planeta y tomar las medidas necesarias para evitar su desequilibrio (lo veremos en breve)

¿O quizá ya no sea necesario? ¿Quizá no, si está Kepler-452b, y resulta ser un planeta habitable? Kepler-452b puede ser nuestro nuevo Lejano Oeste. Si agotamos la tierra, huiremos hacia la constelación de Cygnus, como en el mundo del futuro próximo que describe Interstellar. Como decía Arthur C. Clarke, “si algo hemos aprendido de la historia de la invención y el descubrimiento es que, a largo plazo (y muy frecuentemente a corto), las profecías más atrevidas acaban por ser ridículamente conservadoras”. Así que, tarde o temprano, científicos e ingenieros llevarán a nuestros descendientes a Kepler-452b en un viaje que será de descubrimiento y huida al mismo tiempo. Si tienen tiempo, claro.