¿Qué es la vida? Durante la mayor parte del siglo XX, este tema no preocupó mucho a los biólogos. La vida es un término para poetas, no científicos, dijo el biólogo sintético Andrew Ellington en 2008, quien comenzó su carrera estudiando cómo comenzó la vida. A pesar de las palabras de Ellington, las áreas relacionadas del origen de la vida y la investigación en astrobiología han renovado su enfoque en el significado de la vida. Para reconocer otra forma que la vida pudo haber tomado hace cuatro mil millones de años, o una forma que pudo haber tomado en otros planetas, los científicos deben comprender qué es, de hecho, lo que hace que algo esté vivo.
La vida, sin embargo, es un objetivo en movimiento, como han señalado los filósofos desde hace tiempo. Aristóteles consideraba que "vida" y "vivir" eran conceptos diferentes; este último, en su caso, era una colección de criaturas existentes que habitan nuestro mundo, como perros, vecinos y bacterias en la piel. Para conocer la vida, debemos examinar a los vivos; pero lo vivo siempre cambia en el espacio y el tiempo. Al tratar de definir la vida, debemos considerar la vida que conocemos y que no conocemos. Según el investigador del origen de la vida Pierre Luigi Luisi de la Universidad de Roma Tre, existe la vida como ahora, la vida como podría ser y la vida como antes. Estas categorías apuntan al dilema abordado por los filósofos místicos medievales. La vida, como notaron, es siempre mucho más que vivir, y por eso, paradójicamente,nunca estará disponible para los vivos. Debido a esta brecha entre la vida real y la vida posible, muchas definiciones de vida se centran en su capacidad para cambiar y evolucionar, en lugar de limitarse a definir propiedades fijas de la vida.
¿Se puede crear vida en un laboratorio?
norte
A principios de la década de 1990, mientras asesoraba a la NASA sobre las posibilidades de vida en otros planetas, el biólogo Gerald Joyce, actualmente en el Instituto Salk de Investigación Biológica en California, ayudó a desarrollar una de las definiciones de vida más utilizadas. Se conoce como la definición química darwiniana: "La vida es un sistema químico autosuficiente capaz de una evolución darwiniana". En 2009, después de décadas de trabajo, el grupo de Joyce publicó un artículo que describe una molécula de ARN capaz de catalizar su propia reacción de síntesis para crear más copias de la suya. Este sistema químico satisfizo la definición de vida de Joyce. Pero nadie se atrevió a llamarla viva. El problema es que ella no estaba haciendo nada nuevo o inusual.
“Un día, este genoma podrá sorprender a su creador con una palabra, un truco o un nuevo paso en el juego de casi la vida, que no espera escuchar”, escribió el New York Times sobre la creación. “Si sucediera, si me sucediera a mí, sería feliz”, dice el Dr. Joyce. Y añade: "No pretendo afirmar, pero está vivo".
Joyce intenta comprender la vida generando sistemas vivos simples en el laboratorio. En el proceso, él y otros biólogos sintéticos encarnan nuevas especies de vida en forma viva. Cada intento de sintetizar nuevas formas de vida apunta al hecho de que hay muchas más, quizás infinitamente más, posibles formas de vida. Los biólogos sintéticos pueden cambiar la forma en que se desarrolla la vida o las habilidades que desarrolla. Su trabajo plantea nuevas preguntas sobre la definición evolutiva de la vida. ¿Cómo categorizar la vida que ha cambiado, que se ha convertido en producto de un punto de inflexión evolutivo, producto de una ruptura en la cadena evolutiva?
La historia de los orígenes de la biología sintética se remonta a 1977, cuando Drew Andy, uno de los fundadores de la biología sintética y ahora profesor de bioingeniería en la Universidad de Stanford en California, intentó crear un modelo computacional de la forma de vida más simple que pudo encontrar: el bacteriófago T7, un virus que infecta a las bacterias. colibacillus. La cabeza de cristal en las patas curvas de este virus es como un módulo de aterrizaje que aterriza en la luna y agarra un portador bacteriano. Este bacteriófago es tan simple que, según algunas definiciones, ni siquiera se le puede llamar vivo. (Como todos los virus, depende de la ingeniería molecular de su célula huésped para reproducirse). El bacteriófago T7 tiene 56 genes en total, y Andy pensó que sería posible crear un modelo que tenga en cuenta cada parte del fago y cómo estas partes trabajan juntas:una representación ideal que predice cómo cambiará un fago si uno de estos genes se elimina o se elimina.
Video promocional:
Andy construyó una serie de mutantes del bacteriófago T7 eliminando genes sistemáticamente o cambiando su ubicación en el diminuto genoma T7. Pero los fagos mutantes se ajustan al modelo durante muy poco tiempo. El cambio, que debería haber llevado a su debilitamiento, llevó al hecho de que su descendencia rompió las células de E. coli dos veces más rápido que antes. No funcionó. Finalmente, Andy se dio cuenta de que "si queremos modelar el mundo natural, tenemos que reescribir el mundo natural para que sea simulado". En lugar de buscar un mapa mejor, cambia el territorio. Así nació el campo de la biología sintética. Tomando prestados métodos de programación, Andy comenzó a "refactorizar" el genoma del bacteriófago T7. Creó el bacteriófago T7.1, una forma de vida diseñada para ser más fácil de interpretar por la mente humana.
El fago T7.1 es un ejemplo de la así llamada vida sobredarwiniana: una vida que debe su existencia al diseño humano, no a la selección natural. Los bioingenieros como Andy ven la vida de dos maneras: como una estructura física por un lado y como una estructura de información por el otro. En teoría, la representación ideal de la vida debería activar una transición invisible entre información y materia, diseño e implementación: cambiando unas letras de ADN en la pantalla de tu computadora, imprimiendo un organismo según tu diseño. Con este enfoque, la evolución amenaza con estropear el diseño del ingeniero. La preservación del diseño biológico puede requerir que su organismo previsto no pueda reproducirse ni evolucionar.
Por el contrario, el deseo de Joyce de ser sorprendido por sus moléculas sugiere que la capacidad de abrir la evolución - “ingeniosa, omnipotente, ilimitada” - es el criterio más importante de la vida. De acuerdo con esta idea, Joyce ahora define la vida como un sistema genético que contiene más bits de información que el número necesario para ponerlo en marcha. Pero de acuerdo con esta definición, si tomamos dos sistemas idénticos con diferentes historias, uno diseñado y otro desarrollado, solo este último se considerará vivo; un sistema diseñado racionalmente, independientemente de su complejidad, será simplemente un "artefacto tecnológico".
El diseño y la evolución no siempre se oponen. Muchos proyectos de biología sintética utilizan una mezcla de diseño racional y evolución dirigida: construyen una gran cantidad de células mutantes, en diferentes versiones, y eligen la mejor. Aunque la nueva visión de Joyce de la vida incluye la evolución, también requiere una aparición repentina en lugar de un largo desarrollo darwiniano. La vida emergente encaja en una cultura de innovaciones repentinas, cuyas ideas incluyen la apariencia mágica de un botón de trabajo de una impresora 3D. El diseño y la evolución también son compatibles si los bioingenieros ven la diversidad genética como un tesoro de elementos de diseño para formas de vida futuras.
Para algunos biólogos sintéticos, el camino hacia lo que los místicos llaman vida más allá de la vida, que trasciende la vida tal como la conocemos, es a través de la ingeniería biológica. Andy describe su vocación en términos de un deseo de contribuir a la vida, de generar nuevos tipos de "modelos increíbles que florecerán y existirán". Joyce contrasta la vida y la tecnología con una tendencia termodinámica fundamental hacia el desorden y la decadencia. ¿Qué nuevas formas recibirá la vida? El tiempo dirá.
Ilya Khel
