Imagineu que arriba un alienígena al nostre planeta i aterra a Versalles. Es teleporta a l’habitació reial i es troba enmig d’una cambra plena d’objectes rocambolescs, cadires i chaise-longues, tapissos, catifes, secreters, quadres i cortines, aranyes de vidre i un llit amb dosser i cobrellits brodats amb fil d’or, gerres de porcellana per a ablucions, armaris tallats, un tocador, taules petites i grans, i molts petits objectes. Sabria el nostre alienígena inferir quina és la funció d’aquella cambra entremig de tant moble preciosista? Podria arribar a saber que aquella cambra és en realitat un dormitori? Si ara el portéssim a una cambra nua i minimalista, on només hi ha un matalàs a terra i una manta, creieu que sabria reconèixer que també és un dormitori? Nosaltres ho tenim molt clar, perquè definim una habitació de dormir quan hi ha un llit per jeure. El llit és l’element principal i la resta d’objectes són secundaris, però ho sabem perquè, a la història humana, els humans hem posat palla o herba, roba o pells en un lloc arrecerat per a poder descansar. Però si, sense coneixements previs, vens de veure una habitació abarrocada, plena d’objectes de múltiples funcions, entendre quin és l’element més bàsic i definitori no és una qüestió trivial.
Doncs bé, això ens passa molt als científics quan estudiem organismes de morfologia i organització funcional complexes, com som els vertebrats. Si estudiem el cervell humà, està constituït per milers de tipus de neurones diferents, altament especialitzades. El mateix ens passa si volem estudiar el funcionament dels ronyons, de l’aparell esquelètic i locomotor, o si volem estudiar el cor. Sempre que volem conèixer millor com funcionem els éssers humans (de fet, com els altres vertebrats), en realitat estem veient una habitació de Versalles: podem descriure’n els mobles i els objectes, podem veure com s’agrupen els diferents elements, separar la zona d’estar, de treball, de neteja personal i la de dormir, fins i tot saber que el llit és essencial, però ens quedem amb la imatge que tots els elements ―fins i tot els més barrocs― són essencials. La pregunta és si realment són necessaris tants elements i tanta complexitat, per exemple, per fer un cor. I si no ho són, si podem estudiar quins són els elements bàsics i com el desenvolupament s’ha diversificat als diferents organismes fins a arribar a formar els nostres cors, amb quatre cambres (aurícules i ventricles), vàlvules i una organització estructural i funcional molt determinada.
Aquesta recerca d’èxit va començar fa uns anys sense gens de finançament ―perquè la gent jove ho té molt difícil per iniciar un grup en un país de retallades i crisi econòmica― i va tirar endavant gràcies a un optimisme indefectible, fe en la capacitat personal i del grup, perseverança en el treball i una visió científica de llums llargues
Per respondre aquesta pregunta cal cercar respostes en altres organismes, més senzills i minimalistes, però propers a nosaltres, un grup filogenètic invertebrat, però germà als vertebrats, els tunicats. Dins dels tunicats, hi trobem els ascidis. I em direu, un ascidi, que més aviat sembla un sifó, és tan proper a nosaltres? Doncs sí, el que passa és que són organismes que pateixen una metamorfosi extrema: els seus embrions i larves recorden una mica els capgrossos, són lliures i es mouen dins del mar, però la metamorfosi els fa sèssils, és a dir, els adults estan adherits a una superfície, de forma que ja no es poden moure de lloc pels seus mitjans i desenvolupen potents sifons, que els permeten filtrar l’aigua i obtenir aliment. Dins dels tunicats, hi ha un petit grup d’organismes planctònics que són lliures i es mouen gràcies al moviment de la seva cua, com ara l'Oikopleura dioica, un petit organisme transparent de menys de 3 mm de longitud, que construeix una “caseta” gelatinosa on viu. Podríem dir que és una mena de caperutxa amb una cua que funciona com a fuet propulsor.
Foto d’una 'Oikopleura' amb ous, en la qual s’observa la caperutxa i la cua transparents / Cedida pel grup de recerca del Dr. Cristian Cañestro
Aquest petit organisme mereix tota la nostra atenció avui perquè l'Oikopleura és un paradigma de desconstrucció genètica, vindria a ser el millor exemple d’una habitació minimalista, només amb els gens més bàsics. Ha perdut tants gens durant la seva evolució que només n'hi queden els mínims indispensables. I avui parlarem de com els pocs gens que té li han servit per fer un cor de només sis cèl·lules miocardíaques. Només sis cèl·lules que bateguen coordinadament contra l’intestí i impulsen l’hemolimfa (els invertebrats no tenen sang, sinó hemolimfa) pel seu diminut cos. I com s’ho ha fet? Igual que en Ferran Adrià va desconstruir la truita de patates, separant els ingredients per entendre com estan relacionats i afegeixen gust i aroma, el genoma de l’ancestre de l’Oikopleura va anar perdent gens de forma massiva, deixant només aquells que li eren bàsics per desenvolupar cèl·lules bategants, va accelerar el seu desenvolupament per iniciar el seu primordi de cor només 5 hores després de la fertilització de l’ou, i que en 3 hores i mitja més ja pugui tenir les sis cèl·lules diferenciades i actuant com un cor funcional. Un cor que no té forma de cor, és una làmina que batega, perquè aquest és el punt crític, un cor desconstruït i minimalista només ha de bategar i impulsar líquid, no cal ni tan sols que sigui cilíndric (com els altres ascidis), ni tampoc necessita cambres comunicades (com el dels vertebrats).
Aquests resultats, a més, han permès inferir que els ancestres dels tunicats tenien també una vida bifàsica, primer lliure i després sèssil, de forma que la vida lliure de l’Oikopleura és una forma evolutiva secundària, en què l’organisme va adquirir la capacitat de fer-se una caseta, i llavors, va començar a perdre gens reguladors de cor, per fer-lo el més senzill possible (podeu trobar-ne l’explicació en aquest enfilall de piulades del grup de recerca, amb fotos i altres enllaços).
Imagineu si és important aquesta història de desconstrucció i minimalisme, que ha sigut publicada a la revista Nature aquesta setmana, i fins i tot, n’ha sigut la portada, amb un títol molt suggerent “Afers del cor”.
Portada de la revista 'Nature' (18/11/21) amb fotos de l’Oikopleura
És molt possible que ho hàgiu escoltat a les notícies o llegit en algun altre diari (aquí teniu un magnífic i breu article), perquè la investigació ha sigut duta a terme en un grup de recerca de la Universitat de Barcelona, només amb científics que s’han format i treballen aquí. Es poden comptar amb els dits de la mà quantes vegades ha succeït que investigació i recerca feta totalment a casa nostra sigui publicada a la que, segons molts, es pot considerar la millor revista del món científic. I ho puc dir amb orgull, perquè són tots membres del meu departament, i perquè l’investigador principal va ser alumne meu. Encara recordo quan en Cristian feia cua per apuntar-se a pràctiques de genètica molecular (quan les llistes d’alumnes encara s’escrivien a mà) i em va dir que prengués vitamines per fer front a la marabunta d’alumnes que tots volien inscriure’s alhora. Durant 20 anys l’he vist créixer i madurar com a persona i com a científic. I no us penseu pas que hagi sigut un camí de roses. Aquesta recerca d’èxit va començar fa uns anys sense gens de finançament ―perquè la gent jove ho té molt difícil per iniciar un grup en un país de retallades i crisi econòmica― i va tirar endavant gràcies a un optimisme indefectible, fe en la capacitat personal i del grup, perseverança en el treball i una visió científica de llums llargues (podeu trobar una explicació molt personal d’aquesta recerca en aquesta entrada de blog, escrita pel seu investigador principal). S’ha de ser un somniador per arribar tan lluny i no tirar la tovallola davant les dificultats del camí.
I tot i que no és el seu objectiu inicial, aquesta recerca pot arribar algun dia a ser rellevant per entendre malalties genètiques cardíaques dels humans, però s’ha centrat en un minúscul animaló del plàncton marí que, quan nadem a la platja, ens envolta sense adonar-nos-en. Benvinguts a la ciència bàsica!