Aquest estiu, vam decidir anar a passar el dia al delta de l’Ebre. No teníem al cap més idea que desconnectar de les presses del dia a dia, passejar per la platja de la maresma i, un cop remullats, anar a menjar un arròs (que bé que senten aquests arrossos dels diumenges amb els amics!). Un cop arribats, ens va sobtar aquella aigua clara però tan poc fonda. Els peus anaven fregant la gespa de posidònies (no són algues, sinó que són plantes evolutivament properes als joncs i els lliris) i, mentre anàvem caminant, removent l’aigua de la cala, ens divertíem mirant l’ombra dels peixos escapant de la nostra remor, tot fent ziga-zaga. L’aigua, que no ens arribava als genolls, era calenta i més salada del normal a la Mediterrània, a causa de l’evaporació i concentració de sals en aigües de tan poca fondària. De fet, hi ha tot una zona de salines a la punta de la Banya, tal com també n’hi ha en moltes altres zones del nostre litoral i les Illes.

Els organismes halòfils són extremòfils que poden viure en concentracions molt elevades de sals

Mirades des de dalt o, fins i tot a peu ras, les basses de les salines declinen tots els colors càlids, des del blanc més nivi fins al rosat intens. El color rosa indica la presència de microorganismes halòfils, és a dir, bacteris als quals els agrada viure en concentracions elevades de sals, i que contenen un pigment necessari per a captar la llum del sol, la bacteriorodopsina, que els confereix aquest color tan característic. Els halòfils són un tipus d’organismes extremòfils, i aquí és on reprenc el fil argumental de l’article que tot just vaig escriure la setmana passada sobre els organismes que viuen en condicions extremes, i de com la investigació de les seves estratègies per a sobreviure ens ha proporcionat eines biotecnològiques molt poderoses. Avui parlarem de com es van descobrir les seqüències CRISPR (que pronunciem “crisper”), les quals són la base de la revolucionària tècnica d’edició gènica CRISPR/Cas9, unes tisores moleculars que ens permeten modificar i canviar les instruccions genètiques de qualsevol organisme de forma precisa, i que tant permeten crear organismes amb una modificació genètica a la carta com corregir una mutació genètica en un pacient. Però de la potència d’aquesta tècnica i de les notícies molt recents sobre la seva aplicació en embrions humans ja en parlarem un altre dia, avui parlarem del com i el perquè del seu descobriment.

Les seqüències CRISPR són un sistema de defensa bacterià contra virus descobert en arqueobacteris halòfils

Encara no fa ni tres setmanes que un dels millors (i, probablement, menys coneguts) científics espanyols ha rebut el premi més prestigiós de l’acadèmia mèdica americana, el premi Albany, a l’excel·lència científica. Aquest professor de la Universitat d’Alacant, en Francisco (Francis) Mojica ha compartit el premi amb quatre investigadors més (Charpentier, Doudna, Marrafini i Zhang), dues de les quals van guanyar també el premi Príncep d’Astúries (Charpentier i Doudna només, cap profeta ho és a la seva terra...). De fet, és molt probable que alguns d’ells puguin obtenir el Premi Nobel pròximament. I ens podem preguntar, quina aportació científica tan rellevant ha fet aquest investigador que pugui merèixer aquest gran reconeixement per part de la resta de científics? En Francis Mojica i el seu grup no es dediquen a la biomedicina, ni tan sols a la biotecnologia, sinó que durant més de 30 anys s’han dedicat a estudiar arqueobacteris que creixen a les salines de Santa Pola, a Alacant. Als anys noranta a molt poca gent els va semblar important aquesta recerca. Qui vol estudiar un tipus de microorganismes que només viuen en llocs salats? A priori, no sembla un tema molt engrescador per a un observador naïf, i segurament molts us podeu preguntar, i això, per a què serveix? Doncs bé, obtenir coneixement de forma no dirigida, però racionalment, sòlida i consistent, és la raó de ser de la recerca bàsica, que és, de fet, on rau el futur més corprenedor i sorprenent, d’on sorgeixen les aplicacions més revolucionàries i creatives. De fet, inicialment, en Francis Mojica no va disposar de molts recursos ni de gaire suport institucional per investigar. A qui li importava què feia l’arqueobacteri Halobacterium haloferax? Però, com en molts altres casos, els científics bàsics continuen perseverant i fent camí. Tot i que hi ha descobriments que es deuen a un cop de sort o una guspira de geni, la majoria de la bona ciència es fa a poc a poc i amb paciència, amb mètode científic. Mojica i els seus estudiants van analitzar el genoma d’aquests microorganismes per poder-los comparar amb altres arqueobacteris; d’aquesta manera van descobrir en el seu ADN unes seqüències relativament curtes, repetides i espaiades de forma regular, ben bé com si fossin les ratlles d’un pas de zebra enmig d’una carretera d’asfalt. Què en pensaríem si ningú mai no ens hagués explicat per a què serveix un pas de zebra? Doncs bé, el curiós del cas és que un cop descobertes, ells i altres investigadors arreu del món van detectar aquestes seqüències en altres espècies d’arqueobacteris. I això va despertar la seva curiositat, una estructura tan regular i present en tants organismes no es podia deure a l’atzar, sinó a la necessitat, aquelles seqüències havien de tenir un sentit biològic important, havien de tenir una explicació plausible i científicament abordable.

El sistema CRISPR/Cas9 és una eina d’edició gènica que permet mutar, modificar i corregir gens de forma molt precisa i dirigida

Quan tothom pensava que allò no passava de ser una curiositat sense massa interès, en Mojica i uns pocs grups de recerca van continuar investigant. Van determinar que part d’aquelles seqüències eren idèntiques al genoma d’alguns virus, i que els arqueobacteris que no les tenien en el seu genoma eren molt més sensibles a la infecció de virus, i morien. Com si el fet de tenir part de la informació del virus, les convertís en més “fortes” per sobreviure a la infecció, les “immunitzés”. Acabaven de descobrir un “sistema immunològic” de bacteris per defensar-se de les seves infeccions víriques i Mojica va encunyar les sigles de CRISPR (traduït com “repeticions curtes palindròmiques agrupades de forma regular”). Nous grups de recerca s’hi van afegir per tal d’esbrinar com funcionava aquest mecanisme de defensa, i es va descobrir que les seqüències CRISPR dirigien, de forma exquisidament precisa, unes tisores moleculars que tallaven i destruïen la informació dels virus. Tot seguit, els grups de Doudna i Charpentier (de Zhang i Church, i molts d’altres...) van veure molt clarament l’aplicabilitat, disposar d’unes tisores moleculars tan precises permetria modificar qualsevol altre ADN a voluntat, i així es va iniciar la gran època de les aplicacions d’edició gènica que està revolucionant el nostre món des de fa quatre anys. La història d’aquest descobriment és èpica i cal donar crèdit als investigadors d’arreu que l’han fet possible. Justament molts grups de recerca a l’Estat espanyol són pioners a fer servir aquesta tecnologia CRISPR/Cas9 com a eina per generar models animals per estudiar malalties genètiques i dissenyar noves estratègies terapèutiques i, amb pàgines web que ens mantenen al dia de tots els avenços en el sistema CRISPR, i articles de divulgació científica molt reeixits.

Com podeu veure, la feina ben feta també ha de tenir el seu premi. I si mai llegiu alguna entrevista a en Francis Mojica, ara ja sabreu el perquè d’aquest reconeixement. El més interessant, però, és que quan se li pregunta sobre quina serà la propera aplicació del CRISPR, ell contesta que és un investigador de ciència bàsica i el que realment li interessa és anar descobrint nous mecanismes, noves estratègies de supervivència i defensa en altres organismes extremòfils, que fins i tot ens podrien ajudar a entendre com podria ser la vida a l’espai o a Mart. Quines noves eines moleculars del futur ens queden per descobrir? Terra ignota...