«Dedicarse a investigar en España conlleva ser un trabajador precario hasta los 40 años como mínimo»

Hace unos días os presentamos aquí el proyecto de investigación que unos estudiantes de bioquímica, biología, informática y biotecnología de la Universidad de Sevilla van a presentar en el prestigioso concurso de biología sintética iGEM del MIT. Es sobresaliente que un grupo de estudiantes que no ha terminado aún la carrera estén tan motivados, tengan iniciativa propia y quieran, literalmente, comerse el mundo mostrando sus capacidades investigadoras. Por ello hemos considerado oportuno dejar que nos expliquen con profundidad su proyecto de investigación, y ya de paso que nos cuenten como ven ellos la posibilidad de desarrollar su futura carrera investigadora en España.

1. ¿En qué consiste exactamente el concurso iGEM?

Álvaro Adame: Como bien dice su nombre iGEM (“International Genetically Engineered Machina”) es la competición Internacional de Máquinas Genéticamente Modificadas. Es el concurso de ingeniería genética por excelencia, organizado por el MIT (Instituto Tecnológico de Massachusetts) la Universidad más puntera del momento en cuanto a Biología e investigación se refiere.
El concurso consiste en presentar un proyecto a realizar por un grupo de estudiantes y un par de profesores que investigarán durante los meses de verano. El trabajo se lleva a cabo con material facilitado por el iGEM, los BioBricks, que son pequeñas herramientas de ADN prediseñadas con funciones concretas y ya conocidas. A su vez, el compromiso por parte de los equipos investigadores es contribuir al iGEM desarrollando y cediendo nuevos BioBricks.

Los resultados del proyecto se presentarán en una fase continental o semifinal, en octubre de este año 2011. Tras pasar satisfactoriamente por esta fase los equipos pasan a una fase final o mundial en noviembre de 2011 o febrero de 2012 (aun por determinar), lo que está claro es que será en Boston, donde tiene su sede el MIT.

Rocío Gaudioso: Es un concurso de Biología Sintética, donde alumnos y profesores se juntan y aúnan fuerzas (y vacaciones de verano) para trabajar en un proyecto común, es una manera de ponerte a prueba y de aprender. Pero sobre todo es una excusa para poner en práctica lo que se supone que te han enseñado en clase, para toquetear todos esos aparatos que ves en tu laboratorio de prácticas y que ni tocas ni te dejan tocar porque “¿Tú sabes lo que se ha gastado la Universidad en eso?”. Tras la inscripción cada grupo recibe el material necesario para trabajar durante el período estival en un proyecto desarrollado por ellos mismos; el concurso sigue una línea básica de “yo me lo guiso, yo me lo como”: nosotros ideamos el proyecto, lo montamos, hacemos el trabajo bibliográfico y lo intentamos llevar a buen puerto con el material que se nos suministra, y si no tenemos lo que nos hace falta pues lo creamos.

Elena Moreno: Se trata de una oportunidad única para que los estudiantes demos nuestros primeros pasos en el “mundillo” de la investigación científica y desarrollemos nuevas ideas. Aprendemos a movernos, para buscar tanto información como recursos, y nos empapamos de ciencia, no sólo a través de nuestro trabajo, sino a través de los proyectos de los demás participantes. Es una “competición” que promueve la interacción y cooperación entre equipos. El concurso además lleva un registro de toda la información y novedades que aporta cada grupo año tras año, de forma que hay una amplia biblioteca científica a nuestra disposición.

2. ¿Cómo explicaríais el objetivo del proyecto que vais a llevar a cabo al ciudadano de a pie no familiarizado con la biología?

Pedro Victori: Nuestro proyecto trata de hacer que un conjunto de células se comporten de forma similar a un circuito electrónico.

Antonio Parra: En un circuito electrónico, la información se trasmite por medio de corrientes eléctricas que pasan por circuitos basados en silicio llamados “puertas lógicas”. Estas “puertas lógicas” tratan los impulsos eléctricos como bits (información codificada en números binarios), procesando estos bits para obtener los resultados de una operación concreta.

P. V.: Lo que vamos a hacer es trasladar esto a la biología: las puertas lógicas serán bacterias, los bits, sustancias químicas; y los cables que conectan puertas lógicas, un líquido que contiene a todas las bacterias. Por ejemplo en electrónica las puertas AND devuelven un bit de valor 1 si el primer Y (“and” en inglés) el segundo bit que recibe valen 1. Una bacteria que se comporte como una puerta AND devolverá una sustancia (por ejemplo, secretará insulina) si detecta que tanto la sustancia A (por ejemplo, glucosa) como la sustancia B (por ejemplo, lactosa) están presentes en el medio. Encadenando muchas de estas bacterias que realizan funciones simples haciendo que las sustancias secretadas por una bacteria sean recibidas por otras podemos lograr un circuito biológico que realice funciones complejas.

A. P.: El problema que tiene el diseño de tales circuitos biológicos es que todas las bacterias secretan sus sustancias de comunicación al mismo medio, por lo que una misma sustancia química de comunicación no puede repetirse en el mismo circuito (la glucosa podría ser usada solo por un tipo de bacteria y ninguna más), lo cual provoca que haya un límite en la complejidad de los circuitos. Para solucionar esto, podemos separar a los distintos tipos de bacterias en compartimentos que no permiten el paso más que de sustancias comunicadoras intercompartimentales, pudiendo usar varias veces la misma sustancia en distintos compartimentos (la glucosa podría ser usada por varios tipos de bacterias distintas, siempre que se encontrasen en distintos compartimentos).

P.V.: Vamos a denominar Ubbit (de Universal BioBit) a la sustancia que actuará como comunicador universal entre compartimentos. Todos los compartimentos (a los que llamamos módulos) reciben Ubbit de entrada y expulsan Ubbit como salida. Así, encadenando la salida de un módulo con la entrada de otro, como ambos se comunican en el mismo idioma (independientemente del contenido interno de cada módulo) se puede alcanzar un nuevo nivel de complejidad de los circuitos, donde la unidad básica sean los módulos (sin importar como funcionen por dentro, sólo sabiendo lo que hacen) en vez de las puertas lógicas. Esto nos permite que no haya límites a la complejidad de los circuitos biológicos. No sólo eso, sino que permite el intercambio de módulos entre investigadores de distintas partes del planeta. Uno puede usar un módulo creado por otra persona sin necesidad de saber cómo funciona por dentro. Sólo tiene que saber qué es lo que hace y la información que requiere. Basta luego con conectarlo a tus módulos mediante el Ubbit. Por tanto, el Ubbit sería un estándar de programación biológica al que si se acogen todos los científicos puede agilizar mucho el avance en esta disciplina. Ya hemos adquirido el dominio, donde cuando terminemos el proyecto colgaremos una biblioteca de genomas de bacterias y esquemas de módulos que cualquiera podrá descargarse y usar para crear sus propios circuitos biológicos.

3. ¿Cómo definiríais la biología sintética de modo entendible para todos aquellos alejados de esta disciplina?

Antonio Parra: La Biología Sintética consiste en usar los conocimientos de la biología siguiendo los principios de la ingeniería.
Esto significa que la Biología Sintética no se encarga de estudiar la biología de los seres vivos: en vez de eso, se encarga de crear sistemas biológicos inexistentes en la naturaleza. Busca la creación de nuevos organismos programables, es decir, la creación de microorganismos que realicen unas operaciones dadas.
Por ejemplo, antes, hablando de nuestro proyecto, se hizo referencia a una bacteria con un comportamiento similar al de una puerta lógica AND. Del diseño y la creación de este tipo de organismos mediante modificaciones genéticas es de lo que se encarga la Biología Sintética.

Elena Moreno: Digamos que es, por simplificar, la forma en que obligamos a la naturaleza viva a hacer lo que queremos. Se recurre sobre todo a la modificación genética, ya que los genes son los encargados de “programar” a un ser vivo. Si alteramos su información básica e introducimos instrucciones nuevas, como si fuera un robot, podemos conseguir que hagan cosas que por sí sólo no podría conseguir.

Inés García: Lo asombroso de todo esto, es que las aplicaciones abarcan muy diversos campos como pueden ser la medicina, el medio ambiente o incluso llegando a tocar terrenos informáticos. Prueba de ello son las numerosas secciones que aparecen en iGEM para clasificar los distintos proyectos, llegando incluso a establecer una categoría de arte. En esta última categoría nos llamó la atención, por lo vistoso que es, un proyecto del pasado año que consistía en un bolígrafo que en lugar de tinta utilizaba colonias de E. coli fluorescentes. Algo con una mayor aplicación práctica, fue el proyecto del equipo “Bacterial Crowding”, de la Universidad Pablo de Olvide, que elaboraron una herramienta de terapia bacteriana. Su proyecto consistía en bacterias que eran capaces de detectar una determinada sustancia que no estaba disuelta en el medio, sino pegada a otra célula, moverse hacia ella y decirle al resto de bacterias que la siguieran. Eso puede servir para detectar células cancerosas u otros tipos de virus o bacterias, y segregar medicinas.

4. La biología sintética ha sido considerada como una de las disciplinas más punteras de los últimos años. No obstante, sus avances más significativos pertenecen aún al campo de la investigación básica. ¿Qué aplicaciones podrán obtenerse (o se están obteniendo) a partir de la tecnología basada en la biología sintética? O dicho de otro modo, ¿qué repercusiones tendrán para la sociedad las aplicaciones generadas por esta tecnología?

Carlos Toscano: Para responder a esta pregunta hay que hacer un esfuerzo e imaginar si a principios de los años 70 los pioneros de la informática eran capaces de soñar con iPhones, Internet o realidad aumentada. Ahora mismo la biología sintética está en ese mismo punto, por lo tanto las predicciones en las aplicaciones de esta tecnología son altamente especulativas. Podríamos hablar, sin embargo, de la posibilidad de fabricar metabolismos sintéticos, biosensores, medicinas inteligentes o nuevas formas de computación no convencional que complementen a las actuales. Lo que es seguro es que nuestro conocimiento de los microorganismos va a aumentar y que en 2050 echaremos la vista atrás y veremos esta época de la misma forma en que hoy vemos los inicios de la informática.

Andrés González: La diversidad de aplicaciones que podremos obtener de la biología sintética llegará a ser abrumadora. La gran ventaja de este nuevo campo, es que como un buen sastre, siempre podremos encontrar una solución para cada problema que queramos resolver, amoldándonos a las situaciones, no invadiendo ni agrediendo el medio. La investigación básica ha aportado tanto hoy día, que se tienen bastantes conocimientos de forma que podremos manejar y hallar solución a numerosos casos.
Numerosas aplicaciones en el campo de la farmacéutica, medicina, industria, medio ambiente y muchas más serán mejoradas, pudiendo producir medicamentos inteligentes que actúan sólo donde se necesita, obtención de fármacos hasta ahora no descubiertos y reducción de los costes de producción entre otros ejemplos.
Las repercusiones de tal avance y desarrollo en las tecnologías podrían cambiar el mundo que conocemos con procesos más seguros, baratos, autocontrolados y eficientes. No sólo eso, si no que la vida diaria podría ser facilitada en ámbitos tan diversos como la higiene, alimentación, ocio, defensa, etc.…

Pedro Victori: Quiero apuntar a lo que han dicho mis compañeros que para mí la principal diferencia, la característica definitoria, entre una máquina biológica y otra convencional es que la biológica habla el mismo “lenguaje” que nuestro cuerpo, luego es posible alcanzar un grado de interacción entre una de esas máquinas y nosotros mucho más íntima. Como bien dice Carlos, aquí sólo podemos ser especulativos, pero creo que podemos ser optimistas y esperar que en los próximos veinte años veamos medicinas inteligentes que sepan encontrar el foco de la enfermedad y atajarla justo ahí, análisis clínicos (de cualquier variable del cuerpo) que se hagan automáticamente, terapia génica mucho más eficaz…

De todas formas, no hay que olvidar la otra gran función de la biología sintética: su capacidad para completar nuestro conocimiento. Hasta ahora la biología ha sido sólo descriptiva. Si los resultados de un experimento se ajustan a la descripción que proponen los científicos, la descripción se da por válida. Pero, ¿cómo saber si no nos estamos saltando algún detalle? Un ejemplo de un gran “olvido” de la biología es el ADN que hasta hace una década se llamaba “ADN basura”. Si somos capaces de hacer una maquinaria biológica sintética que cumpla una función que ya lleva a cabo algún sistema natural, de la misma forma y con el mismo comportamiento, entonces es seguro que entendemos ese sistema por completo. Si somos capaces de predecir resultados, pero no de sintetizarlo, es que nos falta algo. La biología sintética nos permitirá rellenar lagunas en el conocimiento.

5. A vuestro juicio, ¿cuáles son los hitos más revolucionarios o los hallazgos más relevantes llevados a cabo en el campo de la biología sintética?

Marta Pérez: Aún es pronto para señalar un «hito» en la biología sintética, y sólo el tiempo nos dará la perspectiva para ver qué avances han sido los más importantes. Sin embargo, se han hecho cosas bastante impresionantes, como por ejemplo el repressilator o la implementación de puertas lógicas en algunos microorganismos (algo que pensamos aprovechar). El proyecto que ganó el iGEM el año pasado tiene mucho mérito por su simplicidad y por sus aplicaciones, ya que se trata de anclar enzimas que catalizan pasos de una misma ruta a una hebra de ADN, lo cual puede ahorrar mucho dinero a la hora de producir sustancias a escala industrial. Espero que nosotros podamos hacer algo que pase a la historia como un hito en la biología sintética.

Andrés González: Esta disciplina se nutre de conocimientos procedentes de la genómica, transcriptómica, proteómica, metabolómica. Campos que al fin y al cabo se estudian en cada especie y permite el perfecto reconocimiento biológico de cada individuo. Así, para poder realizar biología sintética es necesario conocer dichos campos. Puede estar uno de ellos muy bien definido, pero con que falten varios, no se puede realizar buena biología sintética. Es por ello que la biología sintética aún no ha recorrido un largo trecho en su historia pero ha producido, en tan poco tiempo, logros de gran magnitud.

Uno de los hallazgos que más me llamó la atención fue la producción de luz a partir de una enzima específica y su sustrato durante un periodo bastante largo, pues se reciclaba el sustrato que producía la luz y se sugería que, insertado en árboles, podría emplearse como sustituto del alumbrado urbano, mucho más exótico y totalmente gratis. Otra aplicación de la biología sintética y que propusieron unos alumnos de la universidad de Edimburgo fue el uso de bacterias que emiten luz al detectar estas minas antipersona, de forma que con una suspensión de estas bacterias y una correcta diseminación por los suelos, podrían visualizarse las minas para su correcta desactivación y evitar la activación al no saber donde están.

Pedro Victori: No puedo empezar sin citar el clásico trabajo de Elowitz et al. Estos investigadores crearon un sistema cíclico que estaba compuesto, digamos, de los genes A, B y C, en el que A reprimía a B (es decir, le impedía que se “expresara” o dicho de otro modo, que realizara su función), B reprimía a C y C reprimía a A. Uno de dichos genes estaba ligado a otro gen que producía luz verde. El resultado visible de este diseño es una luz verde que se enciende y se apaga alternativamente, teniendo un comportamiento oscilatorio. A este sistema le llamaron “repressilator”. Parece una tontería, pero un oscilador es la base de muchos procesos que lleva a cabo un ordenador, y podríamos decir que este trabajo es uno de los orígenes de la biología sintética.

Citaré otros cuantos proyectos que me parecen interesantes (alguno de los cuales son responsables de mi interés por la biología sintética). El ejemplo que ha mencionado Andrés sobre las minas antipersona me parece de los más sencillos, útiles y bonitos. El equipo de Valencia que se presentó al iGEM hace creo que dos años hicieron una pantalla de células que se iluminaban si se les transmitía corriente. Así, cada célula era un píxel, y esa pantalla podía mostrar imágenes. Películas también, aunque a 1 fotograma por segundo, creo. Un equipo del MIT creó un “touchpad” (el cuadrado táctil con el que se maneja el ratón en los ordenadores portátiles) con células óseas que respondían a la presión y eran capaces de transmitir esa información. Y por último, mencionaré el trabajo de Ro et al., que crearon un mecanismo para abaratar bastante la producción de artemisina (un fármaco contra la malaria). La forma natural de producir artemisina era cultivar la planta Artemisia annua, o ajenjo dulce, lo cual es muy costoso, sobre todo en el Tercer Mundo. Ellos crearon una nueva ruta metabólica sintética en levaduras que producía artemisina, mezclando partes de una ruta de levaduras y otras de Artemisia. Así abarataron muchísimo dicho fármaco.

6. Si nos centramos en nuestro país, España, ¿cómo veis el nivel científico de la ciencia española en esta disciplina?

Carlos Toscano: En cuanto a artículos y grupos de investigación se ve que hay interés y que se están haciendo cosas interesantes. También hay bastante participación en el iGEM (en comparación con otros países) por parte de España. Pero creemos que hay un problema general de aptitud de los propios estudiantes, que a pesar disponer de un increíble tejido destinado a su propia formación, no aprovechan todo su potencial. Por otra parte, si no hay un apoyo desde el Gobierno y las instituciones, España podría perder el tren de la biología sintética.

Marta Pérez: Me ha sorprendido que muchos de los artículos sobre biología sintética que hemos encontrado están escritos por investigadores españoles. Creo que existe la voluntad de muchos científicos de este país de avanzar en este ámbito pero, como siempre, nos encontramos con el problema de que el gobierno no da ni un duro y no hay tradición emprendedora. Si ahora mismo hubiera más apoyo económico podríamos situarnos como un país puntero en biología sintética, como en muchas otras disciplinas, pero me temo que volveremos a perder el tren del progreso.

7. En estos momentos estamos atravesando una profunda crisis económica que repercute muy negativamente en los presupuestos dedicados a I+D. Vosotros que estáis empezando ahora vuestra carrera como científicos, ¿cómo veis las posibilidades de desarrollar vuestra labor en España?

(Risas)

Pedro Victori: Yo la verdad apenas barajo esa opción. No porque no me gustaría quedarme en mi país, que obviamente me gustaría (para conocer mundo siempre podría hacer estancias postdoctorales o trabajar un par de años fuera), sino porque como suelen decir: “investigar en España es llorar”. La carrera de científico en España no está ni mucho menos tan valorada como en otros países. Nadie nos considera el motor del progreso y la innovación, como por ejemplo en EEUU, sino como bichos raros. De hecho, la mayoría de gente a la que le dices que estás estudiando Biología responde: “Anda, como Ana Obregón” o “¿Y eso que salidas tiene?”. Dedicarse a investigar en España conlleva ser un trabajador precario hasta los 40 como mínimo. Tienes que ir saltando de ayuda en beca, siempre en la cuerda floja. Y por supuesto, no hay ayudas para todos. Los departamentos apenas tienen presupuesto para pagar sueldos y las empresas que invierten en investigación básica en España brillan por su ausencia. Por tanto, uno no siente que esté realizando un trabajo valioso, con su remuneración también valiosa, sino que está como de prestado, dependiendo del grifo del Estado. “Hoy nos mantienen”-piensa- “pero mañana lo mismo deciden invertir en otra cosa” (como estamos viviendo ahora con la crisis). Si luego llegas a otro país, como EEUU, Suiza o Alemania, donde los científicos son un gremio respetado, donde el gobierno ve la inversión en ciencia como un valor seguro (y no algo accesorio de lo que se puede recortar según convenga), donde puedes tener una carrera más fructífera porque tienes más medios, y encima te pagan más, ¿cómo resistirse?

Carlos Toscano: Mira, me río por dos motivos. Primero, porque es totalmente cierto que España no cuida a sus cerebros. Es por ello, que el que tiene poco apego y mucha ambición, si puede irse, se larga fuera. Y por otra parte, vemos cómo en Madrid se está contratando a gente de fuera para rellenar el centro ese nuevo de investigación en el que dicen que van a regenerar órganos. Y segundo, me río porque, en este país la gente no está espabilada. Parece que nada puede hacerse si no es bajo el auspicio del Gobierno. Ahora mismo hay una corriente creciente en EEUU llamada el DIYbio, que consiste en que gente, desde sus garajes y con material casero están tratando de hacer ciencia. Nosotros por ejemplo estamos pidiendo financiación a la gente a través de lanzanos.com, y están respondiendo tan bien (o mejor) que la administración.

Inés García: Quizás soy más optimista que mis compañeros, o simplemente más ingenua, no lo sé. Está claro que ahora mismo la situación de la ciencia en España no es buena. Además del retraso que ya vamos arrastrando, la crisis ha hecho que el dinero destinado a este sector se reduzca drásticamente. Sin embargo, no creo que esto vaya a ser una situación permanente. Poco a poco España tendrá que alcanzar el nivel de Europa o América. Quizás sea algo muy a largo plazo, o puede que nosotros tengamos la oportunidad de llevar a cabo ese desarrollo. Tiempo al tiempo.

8. ¿Qué aspectos más positivos y negativos destacáis de la investigación en la universidad?, si estuviera en vuestra mano, ¿qué mejoraríais y cómo?

Marta Pérez: Creo que la Universidad está bien para investigar, sobre todo en lo que se refiere a la investigación básica. Sin embargo, a muchos investigadores les obligan a dar clases, y algunos lo hacen fatal por pura desgana o porque la asignatura ni siquiera tiene que ver con lo que están investigando, con lo cual al final lo único que te transmiten es hastío y desmotivación. Pienso que se debería mejorar este sistema, quizá formando a los profesores para que hagan las clases de una forma más pedagógica y que no se centren exclusivamente en su investigación, ya que la Universidad también está para transmitir conocimientos. Eso es lo único que he podido ver de primera mano en cuanto a investigación, ya que aún no he podido comprobar cómo se trabaja de verdad en un laboratorio. Eso me tocará, con suerte, en verano.

Carlos Toscano: Por otra parte, las luces LED de los semáforos provienen probablemente de una tesis de investigación; las placas de inducción de las cocinas, provienen de una tesis; los teléfonos móviles son lo que son gracias a la investigación recogida en muchas tesis. Que el Gobierno recorte el número de ayudas a la investigación es la manera más rápida de castrar el progreso en un futuro no muy lejano al no poder desarrollar tecnología competitiva.

Rocío Gaudioso: La investigación en la universidad suele estar ligada a la docencia, los profesores que te dan clase por la mañana se encuentran dirigiendo un proyecto de investigación en prestigiosos centros por la tarde, hecho que a veces es bueno y otras bastante desastroso. Ser una Universidad puntera en el campo de la investigación da prestigio, el prestigio atrae a los alumnos que a su vez atraen dinero para la investigación, claro ejemplo de retroalimentación positiva. Personalmente opino que debería fomentarse la investigación universitaria, de manera que sea posible hacer carrera sin tener que huir al sector privado o extranjero.

Álvaro Adame: Con respecto a la parte que nos toca, al no haber acabado aún la carrera nos encontramos con una serie de dificultades: para investigar como estudiante tienes que adherirte a algún departamento y formara parte de su investigación. Pero para lanzar un proyecto desde cero como es nuestro caso tampoco resulta nada fácil, tenemos que movernos entre la burocracia y hacer cábalas para conseguir financiación. El apoyo por parte del personal no nos falta, pero el estar representado a una institución como la Universidad es otra cosa y se debe hacer todo pasando por laberintos burocráticos que es lo que más retrasa o hace ver el proyecto más ambicioso aún si cabe.

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