La máquina genética E-Book

Venkatraman Ramakrishnan

• Herausgeber: Grano de Sal
• Kategorie: Wissenschaft und neue Technologien
• Sprache: Spanisch
• Veröffentlichungsjahr: 2020

Seitenzahl: 449

Beschreibung

Con su esbelta doble hélice y su enorme capacidad para duplicarse, el ADN es el indiscutible protagonista de la genética. En la delicada sucesión de reacciones químicas que llamamos vida destaca un personaje de reparto, responsable de convertir la información de los genes en proteínas para todo uso: el ribosoma. Esta máquina genética traduce la información del ADN en instrucciones concretas para enhebrar aminoácidos y con ellos crear complejos arreglos proteínicos, esenciales para el desarrollo de cualquier organismo; desentrañar su estructura y su funcionamiento fue uno de los retos más apasionantes en la bioquímica de las últimas décadas. En estas páginas, Venki Ramakrishnan narra las peripecias de su formación científica, desde su natal India hasta su traslado definitivo al Reino Unido; la paulatina construcción de redes científicas en todo el mundo, tanto de colaboración como de acre competencia; el uso de herramientas tecnológicas de vanguardia, como el sincrotrón, para asomarse a las entrañas celulares; la grotesca política que se vive en torno al premio Nobel —que él obtuvo en 2009—. Tenaz y discreto, convencido de que el rigor y la pasión son esenciales para producir conocimiento nuevo, el autor explica con detalle y honestidad cómo triunfó en la carrera por descifrar los secretos del ribosoma. "La honestidad personal de Ramakrishnan respecto de la ambición que lo impulsó se ve matizada por sus profundas reflexiones sobre el efecto potencialmente corruptor de los grandes premios. Un libro que será leído y releído como un documento importante en la historia de la ciencia". Richard Dawkins, autor de "El gen egoísta" "Una obra encantadora y estimulante que arroja luz desde diversos ángulos sobre el mundo de la ciencia, sobre la naturaleza de los descubrimientos y sobre uno de los misterios más profundos de la biología del siglo XX. Muestra más allá de toda duda cuál es el proceso por el que avanza la ciencia". Siddhartha Mukherjee, autor de "El emperador de todos los males"

Leseprobe

La máquina genética

BIBLIOTECA CIENTÍFICA DEL CIUDADANO

Una serie de Grano de Sal dirigida por Omar López Cruz (Instituto Nacional de Astrofísica, Óptica y Electrónica) y Lamán Carranza Ramírez (Unidad de Planeación y Prospectiva, Gobierno del Estado de Hidalgo)

►Energía para futuros presidentes.La ciencia detrás de lo que dicen las noticiasRichard A. Muller

►Conciencia del tiempo. Por qué pensar como geólogos puede ayudarnos a salvar el planetaMarcia Bjornerud

►Predecir lo impredecible.¿Puede la ciencia pronosticar los sismos?Susan E. Hough

►En pie. Las claves ocultas de la ingenieríaRoma Agrawal

►Vaquita marina. Ciencia, política y crimen organizado en el golfo de CaliforniaBrooke Bessesen

►El arte de la lógica (en un mundo ilógico)Eugenia Cheng

►La máquina genética. La carrera por descifrar los secretos del ribosomaVenki Ramakrishnan

►Travesía por los mares del cosmos. Nuestro hogar en el universo: LaniakeaHélène Courtois

La máquina genética

La carrera por descifrarlos secretos del ribosoma

VENKI RAMAKRISHNAN

Traducción de Maia F. Miret

Primera edición, 2020 | Primera edición en inglés, 2018Título original:Gene Machine. The Race to Decipher the Secrets of the Ribosome© 2018, Venki Ramakrishnan

Revisión técnica: Martín Bonfil OliveraDiseño de portada: León Muñoz Santini y Andrea García FloresFotografía de portada: MRC Laboratory of Molecular Biology

D. R. © 2020, Libros Grano de Sal, SA de CVAv. Río San Joaquín, edif. 12-B, int. 104, Lomas de Sotelo, 11200,Miguel Hidalgo, Ciudad de México, Mé[email protected] GranodeSalLibrosGranodeSal grano.de.sal

Todos los derechos reservados. Se prohíben la reproducción y la transmisión total o parcial de esta obra, de cualquier manera y por cualquier medio, electrónico o mecánico —entre ellos la fotocopia, la grabación o cualquier otro sistema de almacenamiento y recuperación—, sin la autorización por escrito del titular de los derechos.

ISBN 978-607-98994-4-8

Índice

Presentación, por OMAR FAYAD MENESES

Prefacio

Prólogo

1. Un inesperado cambio de planes en Estados Unidos

2. Mi encuentro con el ribosoma

3. Cómo ver lo invisible

4. Los primeros cristales de la máquina

5. A la Meca de la cristalografía

6. La niebla primordial

7. Cruzar un umbral

8. Empieza la carrera

9. Mis comienzos en Utah

10. Regreso a la Meca

11. Salir del clóset

12. Casi perdemos el tren

13. El asalto final

14. El nuevo continente

15. La política del reconocimiento

16. El espectáculo del ribosoma

17. Surge una película

18. La llamada telefónica de octubre

19. Una semana en Estocolmo

20. La ciencia sigue su camino

Epílogo

Agradecimientos

Notas y lecturas sugeridas

Presentación

Las grandes ideas pueden alcanzarnos mientras atravesamos la profunda oscuridad de la noche de los tiempos. La idea de una sociedad demo-crática es ya antigua, pero su valor y efectividad no han cambiado, si bien hoy los retos son mayores: ahora los desafíos trascienden fronteras y nos llevan a considerar que nuestro entorno es el planeta entero, ya no aquel pequeño ámbito de lapolis.

Por otra parte, el libro sigue siendo el mejor vehículo para continuar el diálogo con los principales pensadores y líderes de la humanidad. Como dijo Sergio Pitol al referirse a su Biblioteca del Universitario, “El libro afirma la libertad, muestra opciones y caminos distintos, establece la individualidad, al mismo tiempo fortalece a la sociedad, y exalta la imaginación”; por todo ello, nuestra fe en el libro se renueva cada vez que rompemos la venda de la ignorancia.

En Hidalgo hemos abanderado el combate a la pobreza mediante el impulso a la ciencia y la tecnología, bajo un esfuerzo integral y decidido por procurar la seguridad de los ciudadanos, la generación de empleos y una mayor atracción de inversiones. Tenemos un compromiso con el combate a la desigualdad atacando sus fuentes desde la raíz. Como reconocemos que una de sus principales causas es la ignorancia, hemos procurado el acceso a una educación moderna y de máxima cobertura geográfica, en todos los niveles, que abarque a todas las niñas y todos los niños del Estado. Creemos firmemente que las personas educadas pueden acceder a mejores oportunidades de movilidad social. En consecuencia, nos hemos hecho el firme propósito de ser la cuna de los científicos y los tecnólogos que abrirán nuevas formas de producción, siempre con un fuerte compromiso con el cuidado del medio ambiente. Queremos formar ciudadanos libres, que hagan suyos los valores de la democracia.

Dentro de la planeación para el desarrollo, Hidalgo está comprometido con la generación de proyectos que serán hitos transformadores de la economía y las capacidades de nuestro estado. Ejemplos de la visón que estamos impulsando son el Sincrotrón Mexicano, el Laboratorio de Gobierno Digital y Políticas Públicas, el Laboratorio Nacional de Acceso Estratégico, el Puerto de Lanzamiento de Nanosatélites, el Laboratorio Nacional LAB Chico, la Litoteca Nacional de la Industria de Hidrocarburos,el Consorcio de Innovación Textil y Manufactura, y el Radio Observatorio Nacional.

Para sostener un ambiente democrático, los ciudadanos deben estar bien informados. Por ello hemos prestado particular atención a brindar a la ciudadanía elementos que ayuden a formar opiniones basadas en el conocimiento. Las decisiones que tomemos en los próximos años serán nuestra respuesta como sociedad local a los grandes problemas que aquejan a la humanidad. El camino no es simple: corremos el peligro de perder el rumbo hacia el futuro de bienestar y equidad que buscamos en Hidalgo. Debemos estar preparados. Por ello, me enorgullece presentar la Biblioteca Científica del Ciudadano (BCC) como un esfuerzo para cubrir diversos temas de actualidad que son de importancia para los ciudadanos en un mundo globalizado. La BCC presenta el pensamiento y la opinión de grandes científicos y divulgadores sobre temas que van desde la generación de energía hasta el uso cotidiano de la lógica matemática, y en 2020 desde la estructura del ribosoma hasta la forma en que las galaxias se desplazan en el espacio. Con esta serie, ya en su segundo año, ofrecemos el acceso a ideas poderosas y a modos rigurosos de pensar. Además hemos buscado a las mejores autoras para que su ejemplo sirva también de invitación para acabar con la desigualdad de género que aflige al quehacer científico y tecnológico.

Como asesor científico de la BCC está el doctor Omar López Cruz, astrónomo que a su destacada trayectoria en la investigación de agujeros negros suma una decidida vocación por divulgar el conocimiento. Le he solicitado a Lamán Carranza Ramírez, titular de la Unidad de Planeación y Prospectiva, que codirija la BCC. Es poco común en nuestro país encontrar la colaboración entre políticos y científicos; por ello, celebro con gran beneplácito que la dirección de la BCC esté en sus manos.

No es frecuente encontrar juntos, en una sola frase, vocablos comolibros,cienciayciudadanía. La BCC expresa la convicción de que estos tres campos de acción pueden potenciarse unos a otros. Quien se asome a los títulos de esta serie hará suyo lo mejor de la palabra escrita, del pensamiento crítico y de la vida responsable en comunidad. Si queremos alcanzar grandes resultados, debemos pensar en grande. Estoy seguro de que las siguientes páginas nos ayudarán a hacerlo y, por qué no, también a soñar en grande.

LIC. OMAR FAYAD MENESESGobernador Constitucional del Estado de Hidalgo

Dedicado a Graeme Mitchison(1944-2018)

Prefacio

Ésta es una historia personal. En ella el autor narra sus experiencias como estudiante, profesor y ávido experimentalista que busca entender cómo las células llevan a cabo una de sus actividades más antiguas y fundamentales: la síntesis de proteínas. Su emocionante relato hace que cobren vida la pasión por el descubrimiento, la frustración ante los experimentos fallidos y los desafíos personales y profesionales que pavimentaron su camino hacia el éxito científico.

Su perspectiva es única, por varias razones. Como inmigrante en Estados Unidos y luego en Inglaterra, y como físico que se aventura en el mundo de la biología, su historia refleja el sentir de un extranjero que anhela ser parte de un mundo científico y social que ve desde afuera. Este anhelo bien puede haber desempeñado un papel en el enfoque de investigación que describe: su deseo de pertenencia coincidió con su predisposición a ser un rebelde y a embarcarse en un viaje de descubrimiento que de principio parecía una apuesta muy arriesgada. Y luego está el descubrimiento científico mismo: las reveladoras estructuras de la maquinaria que lee el código genético y traduce su secuencia de ácidos nucleicos en cadenas de aminoácidos que forman todas las proteínas necesarias para la vida en la Tierra. El ribosoma, compuesto por una subunidad mayor y una menor, se reveló en toda su gloria gracias en parte al trabajo del autor, que descifró las bases moleculares de los mecanismos de decodificación de la subunidad ribosomal menor y mostró cómo diversas sustancias antibióticas bloquean la acción del ribosoma de las bacterias y eliminan así las infecciones de origen microbiano. El proceso de determinación de la subunidad ribosomal menor, desde los primeros esfuerzos por entender los componentes individuales hasta la colosal batalla por purificar y cristalizar intacta esta subunidad, es una fascinante saga de ingenio, suerte y, al final, éxito.

También es una historia de dilemas profesionales, de la serendipia del descubrimiento y de la naturaleza profundamente humana de la investigación, en la que las personalidades de los actores desempeñan un papel fundamental. Cualquier gran descubrimiento científico involucra a múltiples colaboradores y requiere una gran cantidad interacciones entre científicos que deben vérselas con los desafíos y los reveses inevitables en todo proceso de descubrimiento. No siempre está claro cómo nacen las ideas, si de verdad le pertenecen a una sola persona o si afloran en la discusión con otros. A veces la competencia se interpone entre colegas y debe resolverse incluso cuando la dicha del descubrimiento está casi al alcance de la mano. El premio Nobel de Química 2009 reconoció los temprano éxitos en la cristalización del ribosoma de Ada Yonath y los subsecuentes logros de Venki Ramakrishnan y Tom Steitz, que lograron resolver las estructuras de las subunidades ribosomales. Y sin embargo, como se describe en este libro, la política que limita la entrega del premio a tres investigadores dejó fuera del galardón a otros que hicieron sus propias contribuciones clave, a pesar de la importancia de sus ideas. El libro ofrece un relato muy ameno de las experiencias y opiniones del autor sobre estos temas y debe entenderse como una memoria y no como un ensayo histórico objetivo. Quienes estudien ciencia y estén interesados en el método científico encontrarán que se trata de una aproximación original al proceso de descubrimiento y al sendero, a veces tortuoso, que conduce al conocimiento nuevo. En definitiva, se trata de una contribución fascinante a la bibliografía científica que será atesorada como una descripción de hechos y a la vez como una disección del lado emocional del trabajo, y finalmente el éxito, científico.

JENNIFER DOUDNAPremio Nobel de Química 2020

Prólogo

En retrospectiva, resulta sorprendente el poco efecto que tuvo su visita. Era un día gris del otoño de 1980; en un tablero de anuncios de la Universidad de Yale, una notita informaba sobre una conferencia con un título vago. No tuve problemas para encontrar asiento, aunque llegué sólo un poco antes que la invitada, pues apenas un puñado de especialistas se había molestado en asistir.

La conferencista irradiaba confianza al caminar, incluso cierta audacia. Tras una breve introducción de su anfitrión, ella se puso a describir los esfuerzos de su grupo en Berlín por obtener cristales de un enorme conjunto de moléculas que formaban parte del mecanismo de traducción de genes en proteínas. Por ese entonces, obtener cristales era un paso clave para descifrar este tipo de estructuras.

Casi nadie hizo preguntas al final de la plática: no sabíamos muy bien qué pensar sobre su trabajo. Nos parecía sorprendente que alguien hubiera persuadido a una partícula tan grande y flexible de formar los arreglos tridimensionales de moléculas que conforman un cristal. Cuando volvíamos a nuestros laboratorios, uno de mis colegas le dijo a otro en tono burlón: “¿Por qué tú no puedes cristalizar ni un pedacito y ella ya pudo cristalizarla toda?” Sin embargo, sus cristales no tenían la calidad suficiente para dilucidar una estructura y en esa época ni siquiera sabíamos cómo descubrir la estructura de algo tan grande. Al final pensamos que se trataba de una curiosidad interesante, pero nadie sintió que su mundo se hubiera transformado para siempre ni que debíamos dejar al instante el trabajo que nos ocupaba.

En ese momento no podía saber que esta científica, Ada Yonath, sería un personaje central en mi vida profesional durante tres décadas, que competiría con ella y con otros en una intensa carrera para entender un objeto que yace en el núcleo mismo de la vida o que un día de diciembre me sentaría entre ella y la princesa heredera de Suecia en el banquete del premio Nobel en Estocolmo.

1. Un inesperado cambio de planes en Estados Unidos

Cuando me fui de la India, deseaba de todo corazón convertirme en físico teórico. Tenía 19 años y acababa de graduarme en la Universidad de Baroda. La costumbre dictaba que debía quedarme en el país para obtener una maestría y luego viajar al extranjero para hacer el doctorado, pero yo tenía muchas ganas de llegar a Estados Unidos tan pronto como pudiera. Para mí representaba no sólo la tierra de las oportunidades sino la patria de héroes de la racionalidad, como Richard Feynman, cuyas famosasLecciones de físicaformaron parte de mi plan de estudios en la licenciatura. Además, mis papás ya se encontraban allí, pues mi padre estaba tomando un breve año sabático en la Universidad de Illinois en Urbana.

Puesto que era una decisión de último minuto, no había presentado el GRE, el examen de registro de egresados de la universidad que exigen los programas de posgrado estadounidenses, y sin el cual la mayor parte de las universidades no considerarían siquiera mi candidatura. Al principio me aceptó el Departamento de Física de la Universidad de Illinois, pero cuando en el programa de posgrado descubrieron que sólo tenía 19 años me informaron que si acaso podía unirme como estudiante de licenciatura con dos años de créditos universitarios. Por aquel entonces, ningún indio de clase media podía asumir el costo de la colegiatura y la vida en Estados Unidos, pero por suerte el director de mi departamento en Baroda me enseñó una carta de la Universidad de Ohio en la que le pedían que les informara sobre su programa a posibles estudiantes del país. Nunca antes había oído hablar de la Universidad de Ohio, pero descubrí que el departamento tenía una computadora IBM System/360 y un acelerador Van de Graaff, y que miembros de su cuerpo docente habían estudiado en algunas de las mejores universidades, y eso me pareció suficiente. Ohio prescindió del requisito del GRE, me aceptó y me brindó apoyo económico. Tras la entrevista para obtener la visa de estudiante en el consulado de Estados Unidos en Bombay, una experiencia típicamente angustiante, compré mi boleto de avión hacia la tierra prometida.

Tan pronto terminé los exámenes finales, abandoné el sofocante calor de la India y me puse en camino a Estados Unidos. Tenía fiebre y el vuelo, que hacía escala en Beirut, Ginebra, París y Londres antes de aterrizar en Nueva York, me pareció interminable. Abordé otro avión hacia Chicago y luego tomé un vuelo corto a Champaign-Urbana. En el instante en el que toqué el asfalto, la tarde del 17 de mayo de 1971, recibí una ráfaga del viento más helado que había sentido en mi vida.

Mi repentina inmersión en la vida universitaria estadounidense me dejó conmocionado. La vida universitaria en la India era más bien formal. Los estudiantes usaban ropa conservadora y se concentraban en sus estudios; muchos, como yo, aún vivían con sus padres. Las citas románticas, y el sexo prematrimonial en particular, eran muy poco comunes. Allí estaba yo, un nerd de pelo corto, anteojos con gruesos armazones de plástico negro y zapatos de gamuza anaranjada dos números más grandes que lo necesario, llegando a un país que en 1971 vivía una prolongación de los años sesenta. Los estudiantes nativos parecían pertenecer a una especie totalmente diferente: los hombres con jeans desgastados y el pelo más largo que las mujeres, y ellas con shorts cortísimos y blusas sin mangas que las hacían ver casi desnudas en comparación con las muchachas indias que yo había dejado atrás. En los campus de todo Estados Unidos se organizaban manifestaciones contra la guerra de Vietnam. Una tarde, mitad por curiosidad, mitad por solidaridad, fui a una de las manifestaciones a favor de la paz. Destacaba entre la multitud como si fuera un marciano, pero por suerte avisté al fondo a dos hombres un poco mayores que tenían el mismo pelo corto y usaban los mismos pantalones baratos de poliéster y el mismo tipo de camisa que yo. Caminé hasta ellos y traté de ser amable, pero eran cortantes y parecían suspicaces. Supe después que eran agentes del FBI que estaban allí para vigilar a los pacifistas alborotadores.

Pasé el verano tomando clases en la Universidad de Illinois para llenar las lagunas de mi educación en Baroda. Al final del verano, mis padres, mi hermana y yo condujimos hasta Athens, en el sur de Ohio, una ciudad pequeña y llena de colinas que sería mi hogar por los próximos años. El primer problema fue encontrar alojamiento: como tenía que vivir de mi sueldo como adjunto y era vegetariano, pensé que sería mejor rentar un departamento pequeño donde pudiera prepararme mi propia comida. Buscamos en el periódico anuncios de lugares en renta, pero sin mucho éxito. En una ocasión, una casera dijo que el departamento estaba disponible, pero, cuando fuimos a verlo, unos minutos después, me echó una mirada y acto seguido nos explicó que “se acababa de rentar”. Ésa fue la primera vez que sufrí racismo en Estados Unidos. Como ese fin de semana no logré conseguir un departamento, me registré en un dormitoriouniversitario y pasé el primer año subsistiendo básicamente de sándwiches de queso de la cafetería.

FIGURA 1.1. El autor en sus tiempos de estudiante de posgrado en física en la Universidad de Ohio.

A pesar de sus desventajas gastronómicas, el dormitorio tenía una gran cualidad: me permitió adquirir instantáneamente un grupo de amigos y evitar el aislamiento y la “guetización” tan comunes para los extranjeros. Mis compañeros del dormitorio me ayudaron a integrarme rápidamente en la vida universitaria estadounidense. El primer sábado fuimos a un juego de futbol americano; la ostentación —con las porristas, las bandas de música y el escandaloso sistema de sonido del estadio— opacaba la experiencia del juego mismo.

El dormitorio también tenía la ventaja de estar cerca del Departamento de Física y muchos compañeros de posgrado vivían en cuartos por la zona, así que pudimos formar un amistoso grupo de estudio y acostumbrarnos juntos a la vida de la universidad. Los estudiantes de posgrado de física por lo general tienen que tomar uno o dos años de asignaturas y un examen general antes de poder comenzar con la investigación seria. Aunque yo terminé mis materias y la parte escrita del examen general sin demasiados problemas, la sección oral con la que concluía me ofreció el primer atisbo de que, después de todo, tal vez no tenía unos deseos tan acuciantes de ser físico. En esta sección me pidieron que mencionara qué descubrimientos recientes en física me habían llamado la atención. Yo no pude mencionar ni uno solo y debieron insistir un poco antes de que consiguiera mencionar al menos un área que me parecía interesante. Me aprobaron de todos modos y decidí trabajar bajo la supervisión de Tomoyasu Tanaka, un respetado teórico de materia condensada. Para entonces ya me intrigaban los problemas biológicos e incluí algunos en mi propuesta de tesis. Puesto que ni Tomoyasu ni yo sabíamos absolutamente nada sobre biología, estas propuestas eran pura fantasía y pronto las abandoné.

Cuando comencé con mi trabajo de tesis, comprendí que no se me daba bien identificar preguntas clave y menos aún alguna forma de abordarlas. Lo peor era que mi trabajo no me parecía interesante, así que me refugié en mi vida social: jugaba en el equipo de ajedrez de la universidad, iba de excursión con mi amigo Sudhir Kaicker, aprendía de otro amigo, Tony Grimaldi, sobre música clásica occidental y en general me dedicaba a lo que fuera excepto a avanzar con mi trabajo de posgrado. Tomoyasu era casi un estereotipo del japonés amable; a veces iba a mi oficina a preguntar delicadamente sobre mis avances y yo le decía de forma indirecta que no tenía ninguno. Esto siguió así durante un par de años. ¡Siempre digo que, si más adelante yo hubiera tenido alumnos así, los habría corrido!

Las cosas cambiaron súbitamente cuando conocí a Vera Rosenberry, que se acababa de separar y tenía una hija de cuatro años. Unos amigos en común decidieron que debíamos conocernos, tal vez porque ambos éramos vegetarianos, una rareza en el sur de Ohio en la década de 1970. Yo no tenía la menor idea de que habían orquestado nuestro primer encuentro, porque ocurrió durante la cena de Día de Acción de Gracias de un gran grupo de amigos. Cuando notaron mi despiste, mis amigos decidieron que necesitaba un poco más de ayuda y me invitaron a una cenacon sólo otra pareja. Vera me pareció inteligente y guapa, pero supuse que alguien como ella me resultaría inalcanzable y jamás se interesaría por mí. Así que traté de presentársela a un amigo, a quien invité a cenar con Vera y su hija, Tanya. Pasé parte del tiempo jugando con Tanya para que mi amigo y Vera pudieran conversar. Fue ese amigo quien tuvo que señalarme que ella parecía estar interesada en mí, no en él, y que en todo caso era probable que le haya gustado aún más al ver lo bien que me llevaba con su hija. A pesar de mi cómica ineptitud, comenzamos un cortejo tormentoso que duró menos de un año y nos casamos poco después de que concluyera su divorcio. A los 23 años estaba yo casado y era el padrastro de una niña de cinco años.

Sin embargo, el matrimonio ayudó a que me concentrara en mi carrera. Vera quería tener otro hijo, así que yo me enfrentaba a la perspectiva de mantener una familia sin tener un plan definido. Me parecía claro que, si me quedaba en el área de la física, pasaría el resto de mi vida haciendo cálculos aburridos y aditivos que no producirían ningún avance de importancia. La biología, por el otro lado, estaba experimentando el mismo tipo de transformación dramática por la que pasó la física de principios del siglo XX. La revolución en biología molecular que comenzó con la estructura del ADN seguía su marcha frenética y comenzábamos a obtener revelaciones fundamentales sobre los procesos biológicos que nos desconcertaron durante siglos. Casi todos los números deScientific Americaninformaban sobre algún descubrimiento trascendental en biología y daba la impresión de que su realización estaba al alcance de simples mortales como yo. Mi problema era que no tenía más que nociones básicas de biología y ni pizca de idea sobre lo que entrañaba la investigación biológica. De modo que, antes de terminar mi doctorado en física, tomé la difícil decisión de matricularme de nuevo en un posgrado, esta vez uno de biología. Me animaba que muchos científicos famosos, como Max Perutz, Francis Crick y Max Delbrück, emprendieron en su momento una transición parecida.

Escribí a varias universidades de primer nivel, pero muchas no querían aceptar a alguien que ya tenía un doctorado. Recibí dos respuestas particularmente memorables. La primera, de Franklin Hutchison, en Yale, era una carta muy amable en la que explicaba que, aunque no podían aceptarme como estudiante de posgrado, le mandaría mi CV al cuerpo docente en caso de que alguien estuviera interesado en contratarme como estudiante de posdoctorado. Me escribieron dos profesores: Don Engelman y, lo que en retrospectiva resulta muy irónico, Tom Steitz. Lesagradecí a los dos y les expliqué que no tenía suficiente formación para servirles en un puesto de posdoctorado y que trataría de capacitarme un poco primero. En el extremo opuesto a Hutchinson estuvo James Bonner, de Caltech. En mis solicitudes escribí que, puesto que sólo tenía 23 años, aún era lo suficientemente joven como para volver a tomar cursos de posgrado. Bonner me regañó por presumir mi edad y añadió que él también tenía 23 años cuando recibió su doctorado y que en su familia ya eso se consideraba lento. También dijo que las áreas que había mencionado —alosterismo, proteínas de la membrana y neurobiología— eran algo obvias porque se trataba de las que estaban de moda en biología. Si quería trabajar en esas áreas, explicó, primero tenía que demostrar que podía ser competente en ellas y Caltech no me aceptaría de ningún modo como alumno. Tal vez nunca leyóCatch-22.1Afortunadamente, Dan Lindsley, de la Universidad de California en San Diego, estuvo dispuesto a aceptarme en el Departamento de Biología como estudiante de posgrado y a darme una beca. Y, aún mejor, a Vera y a Tanya les pareció bien mudarse a California y seguir viviendo con el humilde sueldo de un estudiante de posgrado y con la responsabilidad añadida de un nuevo bebé. Y todo esto sin automóvil.

De alguna forma reuní suficiente material para presentar una tesis aceptable justo a tiempo; nuestro hijo Raman nació apenas un mes después de mi examen de doctorado. Un par de semanas más tarde, un amigo y yo condujimos de Ohio a California en un camión de mudanzas con todas nuestras cosas; Vera y los niños nos alcanzaron en avión con mi suegra una semana después. En cuanto nos instalamos, en el otoño de 1976, me puse a estudiar en serio.

Lo primero que me sorprendió sobre la biología es que hay que saber muchos datos. Las conferencias introductorias para los nuevos alum-nos de posgrado estaban llenas de términos técnicos que yo no entendía en absoluto. Para ponerme al día tomé un montón de cursos de nivel licenciatura en genética, bioquímica y biología celular, e hice rotaciones de primer año de posgrado, que son proyectos cortos de seis semanas que los estudiantes estadounidenses suelen realizar antes de entrar a un laboratorio para hacer su investigación de doctorado. Puesto que mi investigación en física había sido completamente teórica, no tenía idea de cómofuncionaba el trabajo de laboratorio. Lo entendí durante una rotación en el laboratorio de Milton Saier, que trabajaba en la recaptación de azúcar en bacterias. El experimento requería añadir cierta cantidad de glucosa radioactiva a un cultivo de bacterias en el tiempo cero y luego medir cuánta glucosa habían absorbido las bacterias en diferentes momentos. La cantidad de glucosa que debía añadirse era mucho menor que cualquier cosa a la que me hubiera enfrentado hasta entonces: apenas unos 20 microlitros (menos del 1 por ciento del volumen de una cucharadita). “¿Cómo se hace para medir un volumen tan pequeño?”, pregunté. La técnica que capacitaba me mostró con alegría un artefacto llamado Pipetman, que básicamente consiste en un tubo con un pistón que puede calibrarse para que suba o baje una distancia determinada. Me mostró cómo fijar el volumen en el dial, cómo extraer la cantidad correcta y cómo darle a la perilla un empujoncito extra al final para asegurarse de que toda la muestra sea evacuada. “Ése es todo el chiste”, dijo. Yo tomé el artefacto y lo sumergí en la glucosa radioactiva. La técnica exclamó: “¿Pero qué demonios estás haciendo? ¡Tienes que usar laspuntas!” Estos aparatos eran tan comunes que olvidó mencionar las delgadas puntas de plástico que deben fijarse al extremo del Pipetman para que nunca se contamine por el contacto con la muestra.

Mudarse a un nuevo lugar con un niño pequeño y un bebé no era la circunstancia más propicia para aprender una nueva área de la ciencia, pero tuve la enorme suerte de que Vera, que comenzaba su propia carrera como ilustradora de libros infantiles, pudiera trabajar desde casa. Ella hacía casi todas las tareas domésticas y de cuidado, lo que me permitía concentrarme en mis estudios. Terminé el primer año con la sensación de que había aprendido suficiente biología y que había adquirido experiencias muy variadas en el laboratorio. En mi segundo año comencé a trabajar con Mauricio Montal, que estaba estudiando proteínas que permiten que pasen iones a través de las delgadas membranas de lípidos que rodean a todas las células. Resultó que no pasaría mucho tiempo en su laboratorio. Casi por casualidad, volvería a mudarme al otro lado del país para trabajar en una de las moléculas más viejas y más importantes para la vida.

Nota

1La novela bélica de Joseph Heller, de 1961, suele emplearse para aludir a la paradoja de que, para obtener experiencia en cierta área, a una persona se le exige demostrar experiencia en esa área. [N. del e.]

2. Mi encuentro con el ribosoma

No hay más que mencionar el ADN para que casi cualquier persona asienta con un gesto de complicidad. Todos sabemos —o creemos saber— qué es el ADN. Determina quiénes somos en esencia y qué le heredamos a nuestros hijos. El ADN se ha convertido en una metáfora de las cualidades fundamentales de casi todo. “No está en su ADN”, decimos incluso al hablar de una empresa.

Pero si dices la palabraribosoma,por lo general recibirás una mira-da ausente, incluso de la mayor parte de los científicos. Hace unos años, Quentin Cooper, del programa de radio de la bbc Material World,me contó que al invitado de la semana anterior lo indignó que el tema del ojo sólo mereciera la mitad de un programa cuando se había planeado un episodio completo para el ribosoma, que apenas es una simple molécula. Por supuesto, los ribosomas, o las proteínas que éstos a su vez producen, no sólo constituyen la mayor parte de los componentes del ojo sino también casi todas las moléculas de cada célula de cada forma de vida. De hecho, para cuando usted haya terminado de leer esta página, los ribosomas de cada uno de los billones de células de su cuerpo habrán producido miles de proteínas distintas. Existen millones de formas de vida sin ojos, pero todas necesitan ribosomas. El descubrimiento del ribosoma y su papel en la construcción de proteínas es la culminación de uno de los grandes triunfos de la biología moderna.

Cuando llegué a California a estudiar biología, no tenía idea, como la mayor parte de los físicos, de qué era el ribosoma y apenas tenía una vaga noción de qué era un gen. Sabía que los genes transportan los rasgos que recibimos de nuestros ancestros y que le heredamos a nuestros descendientes, pero aprendí que son mucho más que eso. Son las unidades de información que permiten que un organismo completo se desarrolle a partir de un solo óvulo fertilizado. Aunque casi todas las células contienen un juego completo de genes, en distintos tejidos están encendidos conjuntos diferentes de ellos, así que una célula del pelo o la piel es muy distinta de una del hígado o el cerebro. ¿Pero, de entrada, qué son los genes?

En términos generales, un gen es un trozo de ADN que contiene información sobre cómo y cuándo hacer una proteína. Las proteínas llevan a cabo miles de funciones vitales. Por ejemplo, son lo que hace quese muevan los músculos. Nos permiten sentir la luz, las texturas y el calor, y combatir las enfermedades. Llevan oxígeno de nuestros pulmones a nuestros músculos. Incluso pensar y recordar es posible gracias a las proteínas. Muchas proteínas llamadas enzimas catalizan las reacciones químicas que construyen los otros miles de moléculas en la célula. Así pues, las proteínas no sólo le dan a la célula su estructura y su forma sino que también la hacen funcionar.

FIGURA 2.1. Estructura del ADN.

Comprender cómo la información en un trozo de ADN podría usarse para hacer una proteína fue la culminación de una emocionante década que comenzó con un artículo clásico de 1953 de James Watson y Francis Crick sobre la estructura de la doble hélice del ADN. A menudo, la estructura de una molécula no explica inmediatamente cómo funciona. Eso no pasa con el ADN, que de inmediato sugirió cómo podía transmitir información y a la vez cómo podía reproducirse. Durante mucho tiempo había sido un misterio cómo se duplica la información en una célula cuando se divide o cómo su descendencia hereda esa información cuando el organismo se reproduce.

FIGURA 2.2. Proteínas.

En cada molécula, las dos hebras de ADN que se entrelazan para formar una doble hélice corren en direcciones opuestas. Cada hebra tiene una columna vertebral de azúcares y grupos fosfato alternados, y uno de cuatro tipos de bases —A, T, C o G— se fijan al azúcar y miran hacia el interior de la hélice. Cuando jugaba con siluetas de cartón de las bases, a Watson se le ocurrió una idea brillante: se dio cuenta de que una A en una de las hebras puede unirse químicamente con una T de la otra hebra, pero no con cualquiera de las demás bases, mientras que la G de una hebra puede hacerlo con una C de la otra. La forma de cada par de bases, ya sea AT o CG, era más o menos la misma, lo que significa que, sin importar el orden de las bases, la forma general y las dimensiones de la doble hélice eran más o menos las mismas. Esta disposición enpares de basessignificaba que el orden de las bases en una hebra determinaría con precisión el orden en la otra. Cuando las células se dividieran, ambas hebras se separarían y cada una contaría con información que serviría como plantilla para construir la hebra contraria, dando como resultado dos copias de la molécula de ADN a partir de una sola. Así, los genes eran capaces de duplicarse a sí mismos. Después de siglos, finalmente entendimos en términos moleculares cómo pueden transmitirse los rasgos hereditarios de generación en generación.

FIGURA 2.3. Transcripción: un gen cifrado en forma de ADN se copia a un ARN mensajero.

La estructura sugirió de inmediato cómo podían duplicarse y heredarse los genes, pero no cómo la información contenida en ellos podía usarse para construir proteínas. El problema era que cada hebra de ADN es una larga cadena compuesta de ladrillos compuestos a su vez por los cuatro tipos de bases, pero las proteínas son cadenas completamente distintas, hechas de aminoácidos, y sus enlaces químicos son totalmente diferentes. Su enorme variedad se debe a que existen 20 tipos de aminoácidos, que tienen una amplia variedad de propiedades químicas. Cada cadena de proteínas tiene una longitud y un orden único de aminoácidos, y sorprendentemente contiene la información necesaria para que la cadena se pliegue en una forma característica que le permite desempeñar su función particular. Crick comprendió que el orden de las bases en el ADN codificaba el orden de los aminoácidos en una proteína, pero la pregunta aún era cómo.

Por más de una década, muchísimas personas trabajaron en este problema. Resulta que la tira de ADN que contiene un gen se copia en una molécula emparentada llamada ARN mensajero o ARNm, cuyo nombre se debe a que dicha molécula transporta el “mensaje” genético a donde se necesita. El ARN —sigla que significa ácido ribonucleico— se distingue del ADN —o ácido desoxirribonucleico— en que tiene un oxígeno extra en el anillo de azúcares. El ARN también tiene cuatro bases, pero en éste la base timina (T) del ADN es reemplazada por una base muy similar, el uracilo (U), que también se une a la base A.

¿Cómo pasas de tener cuatro tipos de bases a veinte tipos de aminoácidos? Es como seguir una larga serie de instrucciones escritas en algún código usando un alfabeto desconocido. Resulta que las bases se leen engrupos de tres y cada uno de esos grupos se llama codón. La forma en que se leen —y esto lo predijo Crick— es que otra molécula de ARN, llamada ARN de transferencia o ARNt, tiene un aminoácido especial en un extremo y un grupo de tres bases llamado anticodón en el otro. El anticodón y el codón forman pares de bases, iguales que los que existen entre las dos hebras de ADN. El próximo codón es reconocido por un ARNt diferente, que lleva consigo su propio aminoácido, etcétera.

FIGURA 2.4. ARN de transferencia: las moléculas adaptadoras que acarrean aminoácidos y leen el código del ARN mensajero.

El siguiente gran descubrimiento fue que nada de esto ocurre por sí solo. Los biólogos celulares descubrieron partículas en las células en donde se lee el ARNm y se fabrican las proteínas. Estas partículas eran diminutas para los estándares normales: caben unas cuatro mil en el grosor de un cabello humano y se cuentan por miles en cada célula, desde las bacterias hasta las de los seres humanos, pero son enormes en términos moleculares. Cada una contiene unas 50 proteínas y tres grandes fragmentos de su propio ARN: untercertipo de ARN (además del ARNm y el ARNt). Al principio, los científicos se referían a estas partículas como “partículas de ribonucleoproteína de la fracción microsomal” porque estaban hechas tanto de ARN como de proteínas y se habían aislado de fragmentos celulares conocidos como microsomas. Era un poco un trabalenguas, así que, en una conferencia que se celebró a fines de la década de 1950, Howard Dintzis sugirió el nombreribosoma,que es como se le ha llamado desde entonces. Dintzis también fue la primera persona que determinó la dirección en la que se construye una cadena de proteínas. Confieso con vergüenza que, tras trabajar por 30 años en esta disciplina, no conocía a Dintzis ni su trabajo. Cuando finalmente lo conocí en 2009 en la Universidad Johns Hopkins, a donde fui invitado para dar una conferencia bautizada en su honor, él seguía comprensiblemente orgulloso de haber acuñado la palabra.

FIGURA 2.5. Composición de los ribosomas.

El ribosoma completo tiene medio millón de átomos. Puesto que es el vínculo entre nuestros genes y las proteínas que éstos determinan, el ribosoma se encuentra en la encrucijada misma de lo vivo. Pero, aunque todo mundo entendía esto, nadie sabía qué aspecto tenían los ribosomas, más allá de que eran una masa amorfa compuesta de dos partes. Y ése era un auténtico problema. De algún modo el ribosoma se unía al ARNm y juntos agrupaban los aminoácidos que transportaban hasta allí los ARNt para formar una proteína. Pero, sin saber qué aspecto tenía, ¿cómo podíamos entender cómo funciona el conjunto?

Imagínate que eres un marciano que observa la Tierra desde las alturas. Puedes ver objetos diminutos en la superficie que se mueven sobre todo en línea recta y de vez en cuando hacen giros en ángulos rectos. Si pudieras acercarte un poco, verías que estos objetos se mueven únicamente cuando entran en ellos objetos aún más pequeños y que dejan de moverse cuando salen. Si contaras con sensores, podrías determinar que consumen hidrocarburos y oxígeno, y que emiten dióxido de carbono y agua, así como algunos contaminantes y calor. Pero no tendrías la menor idea de qué son realmente estos objetos y mucho menos de cómo funcionan. Sólo conociendo detalladamente la estructura del objeto, podrías saber que está hecho de cientos de componentes que funcionan juntos y que tiene un motor conectado a un cigüeñal que hace girar las ruedas. Necesitarías conocer aún más detalles para saber que el motor mismo tiene cámaras con pistones que reciben una mezcla de combustible y oxígeno que se enciende gracias a una bujía y que esto empuja el pistón.

Ocurre lo mismo cuando tratamos de entender las moléculas. Conocer la estructura precisa del ADN revolucionó nuestras ideas sobre cómo consigue almacenar, transmitir y replicar información genética. Pero el ribosoma no era una molécula sencilla como el ADN. Era enorme y compleja, y parecía demasiado intimidante e inabordable.

FIGURA 2.6. Alfred Tissières y James Watson, dos pioneros de la investigación del ribosoma (cortesía del Cold Spring Harbor Laboratory).

Muchos grandes científicos, como Crick, que desempeñaron papeles clave para determinar cómo se codifica la información en el ADN, se dieron por vencidos con el ribosoma y dejaron ese tema para estudiar otros problemas. Sydney Brenner, otro eminente colega de Crick y uno de los descubridores del ARNm, dijo en la década de 1960 que la estructura del ribosoma era un problema trivial y no hacía falta estudiarlo en Cambridge, puesto que este tipo de trabajo sería realizado, en cualquier caso, por los estadounidenses. Esto me recuerda cuando el senador George Aiken dijo, respecto de la irresoluble guerra de Vietnam, que “Estados Unidos debería declarar que había ganado y salir de ahí”. Uno de los primeros biólogos moleculares que insistió en estudiar el ribosoma fue Watson, que trabajó en el problema con Alfred Tissières, un bioquímico de Ginebra que estaba de visita en su laboratorio. Casi 40 años más tarde, en una reunión en Cold Spring Harbor en 2001, Watson rememoró esos días y recordó que, en cuanto entendió lo complejo que era el ribosoma, supo de inmediato que nunca conoceríamos su estructura.

Cuando me instalé en el laboratorio de Mauricio Montal, el ribosomano estaba para nada en mis planes, pero, tras pasar allí unos pocos meses, me encontré enScientific Americanun artículo sobre el tema que cambiaría mi vida. El artículo describía cómo se puede ubicar la multitud de proteínas distintas en el ribosoma usando dispersión de neutrones, una técnica que conocían los físicos pero que casi no se usaba en biología. Los autores eran Don Engelman y Peter Moore, y recordé que Don fue una de las personas que expresaron su interés en tenerme como estudiante de posdoctorado durante mi tránsito de la física a la biología. Pensé que, si me había querido sin tener ninguna formación en biología, podría estar aún más interesado ahora que ya había aprendido algo sobre la disciplina y tenía más de un año de experiencia en el laboratorio. También se me ocurrió que había aprendido suficiente biología como para hacer investigación en esta área y que no necesitaba obtener un segundo doctorado.

Así que le escribí a Don para recordarle nuestra correspondencia previa y le conté que ahora estaba aún más preparado para un posdoctorado. Puesto que sabía que su principal interés, igual que el de Mauricio, eran las membranas y las proteínas de las membranas, le expliqué que me gustaría trabajar sobre ese tema en su laboratorio. Respondió informándome que no tenía ningún lugar disponible, pero que su colaborador Peter Moore sí, y que, si iba con él y trabajaba con ribosomas, podría hacer algo de investigación sobre membranas en mi tiempo libre. Para entonces yo sabía que los ribosomas eran de una importancia fundamental, así que accedí. Resultó después que no tendría nada de “tiempo libre”.

Peter escribió poco después para informarme que iría a San Diego para un congreso y que le daría gusto conocerme. Fui al centro para verlo y me llamó la atención su característico atuendo elegante, con una chaqueta de pana marrón, y sus gruesos anteojos y sus modales que respondían perfectamente al estereotipo de un intelectual de la Ivy League. Y en efecto lo era. Entró muy joven a la competitiva vida académica y se quedó para siempre, y nunca supe si de verdad entendía qué se sentía no haber pertenecido toda la vida a instituciones de élite. Su padre era un pionero de la cirugía de trasplantes en Harvard y Peter mismo había estudiado en escuelas privadas y luego en Yale antes de hacer su posgrado en Harvard, donde trabajó con Watson en el ribosoma. Después comenzó a trabajar en Ginebra con Alfred Tissières —amigo y colaborador de Watson—, que para entonces ya era puntero en la investigación del ribosoma. Allí se dedicó a purificar las diferentes proteínas que lo conforman.

Cuando se dio cuenta de que la clave para entender el ribosoma era descifrar su estructura y que tenía que aprender análisis estructural, dejóGinebra y viajó al Laboratorio de Biología Molecular (LMB, por las siglas de Laboratory of Molecular Biology) del Medical Research Council (MRC) en Cambridge, Inglaterra. Este laboratorio era un descendiente directo de la unidad MRC en la que Watson y Crick hicieron su trabajo sobre ADN y que para entonces se había convertido en una Meca para estudiar las estructuras de toda clase de moléculas biológicas. Los estadounidenses se referían al laboratorio comoelMRC, como si fuera el único de los muchos laboratorios que el Medical Research Center financiaba en todo el país que fuera digno de conocerse. Los británicos lo llamaban MRC-LMB o sencillamente LMB, como se le conoce actualmente.

FIGURA 2.7. Peter Moore hacia 1980, cuando el autor trabajó en su laboratorio en Yale (cortesía de Peter Moore).

Al final de su temporada en el LMB, Peter regresó como profesor a Yale, su alma máter, donde permanece hasta ahora. Tiene un sentido del humor mordaz y un cúmulo de conocimientos que va desde todos los aspectos de la ciencia hasta la historia y los clásicos. Aunque es un hombre tímido y reservado, pierde su reticencia natural cuando se trata de ciencia. Sus conferencias eran articuladas y salpicadas de humor, y generaciones de estudiantes y científicos de Yale debieron enfrentarse a su ira cada vez que presentaron argumentos descuidados.

Cuando lo vi en el congreso de San Diego donde nos conocimos, estaba solo, esperándome en medio de un mar de gente que pasaba. Tras un breve saludo, conversamos un poco sobre mi formación y su proyecto. No supe qué tal me fue en esa entrevista informal, pero poco después me escribió para invitarme a visitar Yale. Mi estancia allí fue muy agradable. A pesar de mi evidente ingenuidad, Peter me ofreció formalmente un puesto y acepté de inmediato. Pasé el resto del año académico terminando el trabajo en el laboratorio de Mauricio. Finalmente, cuando acabó el vera-no, viajé a New Haven y recogí a mi familia camino a Ohio, donde habían pasado las últimas semanas.

Llegué al laboratorio de Peter en el otoño de 1978. Me sentía inquieto. Ahora que realmente debía hacer investigación posdoctoral en Yale, mi confianza anterior se evaporó, porque, a pesar de mis dos años de posgrado en biología, tenía muy poca experiencia en investigación biológica real. A pocos días de mi llegada, Peter y yo nos encontramos caminando el uno hacia el otro en un largo pasillo en el neogótico Laboratorio de Quí-mica Sterling, pero cuando estuvimos cerca apartó la mirada. Me preocupaba que tan pronto se hubiera arrepentido de contratarme, pero su técnica de muchos años Betty Rennie se rio y me explicó que era su forma de ser. Como sea, siempre fue muy amable conmigo y a un año de entrar debí haberle parecido lo suficientemente competente como para dejarme solo un año entero mientras se iba de sabático a Oxford. En su ausencia, me dejé crecer una barba que conservé por casi 25 años.

Cuando empecé a trabajar para Peter, ya se habían determinado algunos datos básicos sobre el ribosoma. Todos los ribosomas tienen dos partes, conocidas como la subunidad mayor y la menor. La subunidad menor se fija al ARNm que contiene la información genética, mientras que la subunidad mayor une los aminoácidos que llevaron hasta allí los ARNt para hacer una proteína. Hay tres espacios para los ARNt: uno que recibe el nuevo aminoácido, otro que sostiene la cadena de proteínas en crecimiento y uno más que es una especie de zona de transición antes de que el ARNt sea expulsado del ribosoma. Durante el proceso, los ARNt pasan en el ribosoma de un espacio al siguiente y al moverse arrastran el ARNm consigo, de modo que de hecho el ribosoma se desplaza a lo largo del ARNm y permite que los ARNt lean un codón tras otro para hacer la proteína en turno. Cada paso necesita la ayuda de proteínas que se fijan y abandonan el ribosoma en distintas etapas, y cada paso consume energía. Puesto que emplea energía y se mueve durante este proceso de enorme complejidad, el ribosoma se conoce como una máquina molecular o nanomáquina.

Además de su papel biológico fundamental, en la encrucijada entre los genes y las proteínas que éstos codifican, existía una razón práctica para interesarse por el ribosoma. A lo largo de los años la gente había notado que muchos antibióticos funcionan bloqueando algunos de los diferentes pasos del ribosoma. Puesto que los ribosomas humanos son lo suficientemente distintos de los que poseen las bacterias, algunos antibióticos se unen a los ribosomas de éstas y son útiles para tratar enfermedades infecciosas. Sin embargo, las bacterias se vuelven cada vez más resistentes a los antibióticos; saber exactamente de qué formas dichas sustancias se unen al ribosoma ayudaría a diseñar mejores medicamentos.

Estos hechos básicos ya estaban consignados en los libros de texto, así que, cuando le contaba a la gente que estaba trabajando en el ribosoma, con frecuencia me preguntaban: “Pero ¿no está eso ya resuelto?” A veces la pregunta iba acompañada de una mirada de lástima, como si fuera un pobre infeliz que trataba de encontrar el hilo negro de un problema que había dejado de ser interesante. Lo cierto es que, aunque existía un esbozo de las funciones del ribosoma, no teníamos idea de cómo llevaba a cabo ni siquiera uno de los muchos complicados pasos que se requieren para fabricar una proteína. Era como si supiéramos un poco más sobre cómo es un automóvil —como si descubriéramos que tiene cuatro ruedas y ventanas, y un conductor que se sienta tras un volante—, pero no entendiéramos nada sobre cómo funciona.

Como ocurre con muchos otras disciplinas, la ciencia tiene sus modas y en cada época algunas áreas se consideran más interesantes que otras; con frecuencia son aquellas en las que se están haciendo rápidos progresos. Muchos científicos cambian de problema tan pronto como empieza a resultar demasiado difícil avanzar. Los científicos muy creativos abren áreas totalmente nuevas, pero otros sencillamente saltan de un área atractiva a otra. Si todos hicieran lo mismo, nuestra comprensión de los fenómenos sería muy superficial, pero por suerte también hay quienes se quedan con un problema sin importar qué tan viejo o difícil sea, hasta llegar al fondo del asunto.

Aunque el ribosoma había sido estudiado por un par de décadas, nadie sabía dónde estaban ubicadas las cerca de 50 proteínas que lo forman y mucho menos qué función desempeñaban. Peter colaboraba con Don Engelman para abordar este problema. En cierto sentido, no podían haber sido más distintos. A diferencia de Peter, de talante reservado, Don era un nativo de California alto y gregario, con una barba primorosamente cuidada, una resonante voz de barítono y un estilo afable que transmitía una gran autoridad sin importar el tema de conversación. Estudió en el Reed College de Portland, obtuvo su doctorado en Yale y luego hizo un posdoctorado con Maurice Wilkins, el “tercer hombre” del ADN, donde trabajó en la estructura de las membranas que envuelven a todas las células. A diferencia de Peter, que consagró toda su vida a estudiar uno u otro aspecto del ribosoma, los intereses de Don eran más diversos.

Don y Peter habían asistido a una conferencia dictada por Benno Schoenborn, del Brookhaven National Lab, sobre cómo podían usarse los neutrones para estudiar estructuras biológicas. Los neutrones eran algo de lo que sólo se ocupaban los físicos y además se necesitaba un reactor nuclear para producir suficientes como para realizar un experimento. Pero para la biología lo que resultaba interesante de los neutrones era que el hidrógeno y su isótopo más pesado, el deuterio, interactúan de formas muy distintas con los neutrones; además, el hidrógeno representa la mitad de los átomos en moléculas biológicas como las proteínas y el ARN.

La charla les dio a Don y a Peter la idea de tratar de determinar dónde estaban ubicadas las proteínas ribosomales. Se dieron cuenta de que, si se pudiera construir un ribosoma en el que sólo dos de las proteínas tuvieran átomos de deuterio en vez de hidrógeno, esas dos proteínas dispersarían los neutrones de forma distinta.

Era posible obtener proteínas deuteradas cultivando bacterias en agua pesada, que no es otra cosa que óxido de deuterio. Luego había que volver a armar un ribosoma en el que dos proteínas específicas estuvieran deuteradas. Masayasu Nomura, en Wisconsin, había demostrado que es factible extraer bioquímicamente las 20 proteínas de la subunidad ribosomal menor y purificarlas a partir de la mezcla mediante cromatografía. Luego se pueden mezclar todos los componentes en una solución y, con las condiciones adecuadas, reensamblar una subunidad menor funcional a partir de las proteínas purificadas y el ARN. Así se podría obtener una subunidad menor en la que sólo dos de las proteínas han sido reemplazadas por sus contrapartes deuteradas. Estas subunidades ribosomales podían llevarse a un reactor nuclear en el Brookhaven National Lab, en medio de Long Island, para exponerlas a un haz de neutrones. Cada iteración del experimento arrojaría la distancia entre un par de proteínas; midiendo las distancias entre muchos pares, podría determinarse cómo estaban dispuestas en tres dimensiones, de forma muy parecida a la triangulación que hicieron los primeros topógrafos para cartografiar terrenos desconocidos. El proyecto exigía realizar las mismas mediciones tediosas una y otra vez con diferentes pares de proteínas del ribosoma.

Me uní al laboratorio cuando apenas se habían localizado con este método las primeras proteínas; me pasó la estafeta Dan Schindler, el alumno de posdoctorado cuyo lugar habría de ocupar. Descubrí, para mi sorpresa, que los haces de neutrones, incluso los de un reactor nuclear, son algunos órdenes de magnitud más débiles que los rayos X, así que se necesitaban varios días para medir la pequeña señal de las proteínas deuteradas enterrada en la dispersión de fondo procedente del resto del ribosoma. Dedicar el verano a este trabajo tenía sus ventajas: a veces, mientras se procesaban los datos, iba a la playa de Fire Island, a unos kilómetros hacia el sur. Estar atrapado en Brookhaven no resultaba muy divertido el resto del tiempo, porque el laboratorio se encontraba en un viejo campamento militar en medio de la nada, a las afueras de Yaphank. Los científicos que trabajaban ahí vivían en comunidades a unos kilómetros de distancia, que eran una mezcla de caseríos rurales y extensos desarrollos urbanos. A diferencia de una ciudad universitaria, con una rica oferta cultural y una vibrante vida nocturna, el laboratorio estaba desierto por las tardes y los fines de semana, y no había nada que hacer para un visitante temporal. Esta situación me recordaba una famosa caricatura deTheNew Yorkerde la autopista de Long Island que decía “Salida 66: Yaphank. Si ya ha estado en Yaphank, por favor ignore esta salida”.