Dos vidas tras las leyes de la forma

Una persona tiene poco m¨¢s de 20.000 genes y poco menos de 100 billones de c¨¦lulas: tocan a un gen por cada 5.000 millones de c¨¦lulas. Esas simples cifras sugieren con elocuencia que los genes deben dirigir el desarrollo de un ser humano dictando unas leyes muy generales, unos principios de organizaci¨®n casi abstractos, geom¨¦tricos, aplicables con leves variaciones a cualquier contexto.

La b¨²squeda de esas leyes es la biolog¨ªa del desarrollo, una disciplina con m¨¢s de cien a?os que est¨¢ viviendo ahora mismo su momento m¨¢s excitante, y dos de los responsables de ello acaban de ser galardonados con el Pr¨ªncipe de Asturias de las ciencias: Peter Lawrence, del Laboratorio de Biolog¨ªa Molecular del MRC en Cambridge, y Gin¨¦s Morata, del Centro de Biolog¨ªa Molecular Severo Ochoa de Madrid. Dos buenos amigos desde hace m¨¢s de 30 a?os.

"Mi madre me vio aburrido a los 9 a?os y me dijo ?por qu¨¦ no coleccionas mariposas?"

"?Qu¨¦ proceso detiene a las c¨¦lulas cuando un ¨®rgano ha alcanzado su tama?o final?"

"Parece ser que mi primera palabra fue butterbye", afirma Lawrence. El ni?o no quer¨ªa decir "adi¨®s de mantequilla", sino "mariposa" (butterfly). "Cuando ten¨ªa 9 a?os, mi madre me vio aburrido y me dijo ?por qu¨¦ no haces una colecci¨®n de mariposas?, as¨ª que improvis¨® un cazamariposas con una raqueta de tenis vieja y yo empec¨¦ a coleccionar mariposas diurnas, nocturnas y orugas para criar en casa. As¨ª naci¨® una fascinaci¨®n duradera por los insectos y por todas las cosas vivas que siempre ha sido la fuente de mi entusiasmo cient¨ªfico: el material en s¨ª mismo, pero tambi¨¦n su belleza y su naturaleza intrincada".

La biolog¨ªa del ¨²ltimo medio siglo ha prestado menos atenci¨®n a los organismos que a sus secuencias gen¨¦ticas (ttccagaacaagc...), pero Lawrence nunca ha perdido pie con el objetivo central de la biolog¨ªa, que es entender c¨®mo esos subsistemas se organizan en un ser vivo coherente y funcional. Este ¨ªmpetu integrador o naturalista es un rasgo marcado de su trayectoria cient¨ªfica. Y la coffee room de su centro de investigaci¨®n suele estar decorada por media docena de insectos inauditos salidos de su inseparable c¨¢mara de fotos.

No hubo cazamariposas -ni siquiera raquetas de tenis- en la infancia de Gin¨¦s Morata, nacido en 1946 en Rioja, un pueblo a 14 kil¨®metros de Almer¨ªa. "Mi padre era polic¨ªa de tr¨¢fico", recuerda, "y cuando yo ten¨ªa 12 a?os le destinaron a Ja¨¦n. A los 16 me fui a Sevilla a estudiar en la Universidad Laboral". ?Se pod¨ªa estudiar gen¨¦tica all¨ª? "No, me matricul¨¦ en la especialidad de electr¨®nica". Fue m¨¢s tarde cuando estudi¨® biolog¨ªa, en la Complutense de Madrid.

"A finales de los sesenta", recuerda Morata, "la agitaci¨®n estaba en el an¨¢lisis de mosaicos. Justo cuando iba a empezar la tesis conoc¨ª a Antonio Garc¨ªa Bellido, que acababa de volver de California, y su trabajo con Drosophila me pareci¨® tan interesante que me un¨ª a su laboratorio en Madrid".

"La gran cuesti¨®n entonces", recuerda Lawrence, "era c¨®mo el c¨®digo del ADN se transformaba en patrones, formas, colores, dise?os tridimensionales: el problema de la formaci¨®n de patrones (musterbildung), llamado as¨ª desde su formulaci¨®n original por los grandes embri¨®logos alemanes del siglo XIX y principios del XX".

Una buena pregunta para un cient¨ªfico es: ?cu¨¢l es su mejor experimento? "Mir¨¢ndolo desde la perspectiva actual", dice Morata, "un trabajo que ha resultado muy importante fue el experimento Minute que hice con mi colega Pedro Ripoll en los primeros a?os setenta".

Ese experimento es un cl¨¢sico de la biolog¨ªa del desarrollo. Se conoc¨ªan en Drosophila una serie de mutaciones llamadas gen¨¦ricamente Minute (diminuta) porque las moscas que las sufren son normales en todo excepto en el tama?o, mucho menor del normal. Morata y Ripoll les aplicaron el mencionado an¨¢lisis de mosaicos: durante el desarrollo de una mosca Minute, indujeron en una sola de sus c¨¦lulas una reorganizaci¨®n cromos¨®mica que eliminaba el gen mutante y lo sustitu¨ªa por una copia normal.

Esa ¨²nica c¨¦lula normal empez¨®, como cab¨ªa esperar, a proliferar mucho m¨¢s deprisa que sus vecinas mutantes. Y el resultado fue un descubrimiento fascinante. La c¨¦lula normal y sus descendientes (un clon de c¨¦lulas) le comen el terreno de manera voraz a todas sus vecinas hasta llegar a ocupar enormes territorios en el adulto: por ejemplo, media ala. Pero s¨®lo media, porque las c¨¦lulas nunca atraviesan una frontera invisible: una l¨ªnea recta que parece tirada por un delineante y que divide el ala (o cualquier otra parte del cuerpo) en dos mitades.

El trabajo demostr¨® que el cuerpo del embri¨®n se va dividiendo y subdividiendo en territorios (compartimentos) mediante el trazado de unas fronteras n¨ªtidas, de pureza geom¨¦trica. "No s¨®lo aportamos un m¨¦todo de an¨¢lisis del desarrollo con un poder sin precedentes, lo que permiti¨® el descubrimiento de los compartimentos", dice Morata, "sino que tambi¨¦n describimos el fen¨®meno de la competencia celular, que luego ha demostrado tener implicaciones importantes para la formaci¨®n de los tumores".

Lawrence elige como uno de sus dos mejores experimentos el que hizo con Morata hace 30 a?os, cuando el espa?ol trabajaba con ¨¦l en Cambridge como investigador posdoctoral. "Eliminamos el gen engrailed de todas las c¨¦lulas de cada compartimento del ala, unas veces del compartimento anterior y otras del posterior. Y vimos que lo primero no ten¨ªa ning¨²n efecto, mientras que lo segundo transformaba el compartimento posterior en uno anterior".

El gen engrailed es uno de una veintena de genes selectores que dividen en sectores geom¨¦tricos el cuerpo de todos los animales, incluido el lector. Diez de ellos forman una fila en el cromosoma -los genes Hox- y su orden es el mismo que el de los trozos de cuerpo que definen: al principio de la fila los genes de la cabeza, luego los del tronco y despu¨¦s los del abdomen.

Morata, que ha dedicado gran parte de su vida profesional a esos genes, est¨¢ ahora "muy interesado en los procesos de control del crecimiento: los que determinan cu¨¢nto crece cada ¨®rgano, y sobre todo el mecanismo que detiene el crecimiento cuando el ¨®rgano ha alcanzado su tama?o definitivo. Creo que ¨¦sta es una de las grandes cuestiones actuales, y adem¨¢s tiene implicaciones biom¨¦dicas en asuntos como la formaci¨®n de tumores".

Lawrence se concentra actualmente en el problema de la polaridad: la br¨²jula que orienta a las c¨¦lulas. "Los cabellos de un beb¨¦, por ejemplo, siguen un patr¨®n preciso de remolinos", explica el investigador; "las c¨¦lulas saben hacia d¨®nde deben apuntar los pelos, pero ?c¨®mo? Es s¨®lo un caso de un problema general del dise?o animal, que tiene que ver con los vectores: las c¨¦lulas no s¨®lo tienen que saber d¨®nde est¨¢n, sino tambi¨¦n en qu¨¦ direcci¨®n han de moverse, proyectar los nervios o dividirse. Necesitan informaci¨®n vectorial".