«Una molècula estúpida»

ROBERT HEINLEIN

El 1933, quan tenia cinquanta-cinc anys, Oswald Avery va tenir coneixement de l’experiment de transformació que havia fet Frederick Griffith. Tenia un aspecte físic que li feia aparentar més anys dels que tenia. D’aire malaltís, menut, amb ulleres, una calvície incipient, la veu fina i unes extremitats que semblaven canyes, Avery era professor a la universitat Rockefeller de Nova York, on s’havia passat tota la vida estudiant bacteris, concretament pneumococs. Estava convençut que Griffith havia comès un gran error en el seu experiment. ¿Com podia ser que una simple substància química transportés la informació genètica d’una cèl·lula a una altra?

Igual que els músics, els matemàtics o els atletes d’alt nivell, els científics arriben aviat al seu punt més alt però decauen de pressa. No és la creativitat, el que s’apaga, sinó la vitalitat: la ciència és un esport de resistència. Abans d’arribar a fer un experiment singular i il·luminador, s’han hagut de llençar a la paperera infinitat d’experiments que no portaven cap llum sobre res; és un combat entre la naturalesa i la determinació. Avery era un microbiòleg competent i reconegut, però no s’hauria imaginat mai que s’aventuraria en aquell nou món dels gens i els cromosomes. El «Fess» —l’abreviatura de professor amb què l’anomenaven afectuosament els seus alumnes— era un bon científic, però semblava improbable que pogués causar cap revolució en el món de la ciència. L’experiment de Griffith havia encabit la genètica en un taxi i l’havia fet sortir disparat cap a un futur misteriós en un viatge sense retorn, però Avery es resistia a enfilar-se a aquell carro.

* * *

De la mateixa manera que Avery es va resistir d’entrada a ser genetista, l’ADN es resistia a ser la «molècula del gen». L’experiment de Griffith havia desfermat moltes especulacions sobre la identitat molecular del gen. A principis de la dècada del 1940, els bioquímics havien fragmentat cèl·lules per posar al descobert les substàncies químiques que les constituïen i van identificar unes quantes molècules de sistemes vius, però la molècula que contenia el codi hereditari continuava sent desconeguda.

Se sabia que la cromatina —l’estructura biològica on hi ha els gens— estava formada de dues menes de substàncies químiques: proteïnes i àcids nucleics. Ningú coneixia ni comprenia l’estructura química de la cromatina; però, d’aquests dos components «íntimament barrejats», les proteïnes resultaven molt més conegudes per als biòlegs, molt més versàtils i molt més susceptibles de ser les portadores dels gens. Se sabia que les proteïnes portaven a terme la major part de les funcions cel·lulars. Les cèl·lules depenien de les reaccions químiques per viure; durant la respiració, per exemple, els sucres es combinen químicament amb l’oxigen per produir diòxid de carboni i energia. Cap d’aquestes reaccions té lloc espontàniament (si fos així, el cos ens desprendria sempre una flaire de sucre cremat). Les proteïnes indueixen i refrenen aquestes reaccions químiques fonamentals de la cèl·lula, accelerant-ne unes i alentint-ne unes altres, regulant les reaccions per tal de fer-les compatibles amb la vida. Encara que la vida sigui química, n’és una forma molt especial. Els organismes existeixen no pas gràcies a unes reaccions que són possibles, sinó gràcies a unes reaccions que són «pràcticament» impossibles. Si hi hagués massa reactivitat, sofriríem una combustió espontània; si n’hi hagués massa poca, ens refredaríem i ens moriríem. Les proteïnes fan possibles aquestes reaccions «pràcticament» impossibles, i ens permeten viure al llindar de l’entropia química: vorejant perillosament la desorganització, però sense arribar a caure-hi.

Les proteïnes també constitueixen els components estructurals de la cèl·lula: cabells, ungles, cartílag, o la matriu extracel·lular que reté i uneix les cèl·lules entre elles. Recargolant-se per prendre altres configuracions, també formen receptors, hormones i altres molècules de comunicació cel·lular. Quasi totes les funcions de les cèl·lules —metabolisme, respiració, divisió cel·lular, defensa, excreció, secreció, comunicació, creixement i fins i tot mort cel·lular— requereixen proteïnes. Són els cavalls de tir del món de la bioquímica.

Els àcids nucleics, en canvi, eren el cavall de batalla del món de la bioquímica. L’any 1869 —quan feia quatre anys que Mendel havia llegit el seu assaig a la Societat de Ciències Naturals de Brno—, un bioquímic suís, Friedrich Miescher, havia descobert aquesta nova classe de molècules a les cèl·lules. Com la majoria dels seus col·legues bioquímics, Miescher també tractava de classificar els components moleculars cel·lulars fragmentant cèl·lules i separant les substàncies químiques que alliberaven. Dels diferents components, va quedar intrigat sobretot per un tipus de substància. Havia precipitat en forma de filaments densos i entortolligats procedents de glòbuls blancs sanguinis que havia extret de pus humà d’apòsits quirúrgics. Havia trobat aquest mateix filament blanc en una substància química de l’esperma de salmó. Va anomenar aquesta molècula nucleïna perquè es trobava concentrada al nucli de la cèl·lula. Com que es tracta d’una substància química àcida, més tard se’ls va donar el nom d’àcids nucleics. Ara bé, la funció cel·lular de la nucleïna va continuar sent un misteri.

A principis de la dècada del 1920, els bioquímics havien adquirit un coneixement més profund de l’estructura dels àcids nucleics. Aquesta substància química es presentava en dues formes: ADN i ARN, molècules cosines. Totes dues eren llargues cadenes constituïdes per quatre components, o bases, enganxats en forma de cadena o esquelet axial. D’aquest eix sobresortien les quatre bases tal com ho fan les fulles de la tija enfiladissa d’una heura. A l’ADN, les quatre «fulles» (o bases) eren l’adenina, la guanina, la citosina i la timina (abreviadament, A, G, C i T). A l’ARN, en lloc de la timina hi havia uracil (és a dir, A, G, C i U).^[021] Fora d’aquestes dades elementals, no se sabia res de l’estructura ni de la funció de l’ADN i l’ARN.

Als ulls del bioquímic Phoebus Levene, col·lega d’Avery a la universitat Rockefeller, aquella composició còmicament senzilla de l’ADN —quatre bases disposades al llarg d’una cadena— resultava una estructura exageradament «ingènua». Levene va suposar que l’ADN devia ser un polímer llarg i monòton. S’imaginava les quatre bases repetint-se en un ordre establert, AGCT-AGCT-AGCT-AGCT, i així indefinidament: una substància química repetitiva, estereotipada, regular, austera, com una cinta transportadora; el niló del món bioquímic. El científic Max Delbrück va dir que era «una molècula estúpida».

N’hi havia prou amb una mirada superficial a l’estructura que Levene postulava per a l’ADN per veure que no podia ser que contingués informació genètica. Una molècula estúpida no podia contenir informació intel·ligent. Monòton fins a l’exageració, l’ADN era completament el contrari de la substància química imaginada per Schrödinger; i no només perquè fos una molècula estúpida, sinó també perquè a sobre era avorrida. Les proteïnes, en canvi, eren candidates infinitament més atractives a ser les portadores dels gens: eren variades, informals, polifacètiques, capaces de prendre moltes formes —com el déu marí grec Proteu, d’on els ve el nom— i de realitzar moltes funcions. Si la cromatina, com Morgan havia suggerit, era un collaret de perles, les proteïnes havien de ser-ne el component actiu —les perles— i l’ADN, segurament, el fil. L’àcid nucleic que formava part del cromosoma, segons va dir un bioquímic, no era més que la «substància de base que en determina l’estructura», una carcassa aparatosa destinada a sostenir els gens. Les proteïnes eren les autèntiques dipositàries de l’herència; l’ADN només feia d’acompanyant.

* * *

A la primavera del 1940, Avery va confirmar el transcendental resultat de l’experiment de Griffith. Va separar extracte cel·lular de la soca de bacteris llisos virulents, la va barrejar amb bacteris vius de la soca rugosa no virulenta i va injectar la barreja als ratolins. De la barreja en van néixer, efectivament, bacteris virulents de coberta llisa, i els ratolins es van morir. El «principi transformador» havia actuat. Igual que Griffith, Avery va observar que, després d’haver-se transformat, els bacteris de coberta llisa conservaven la virulència al llarg de les generacions. En definitiva, la informació genètica que havia fet possible la transformació de la soca de coberta rugosa en coberta llisa s’havia d’haver transmès entre dos organismes de forma purament química.

¿Però per mitjà de quina substància? Avery va realitzar l’experiment com només hauria pogut fer-ho un microbiòleg: fent cultius diversos del bacteri, afegint-hi brou de cor de bou, extraient-ne els sucres contaminants i cultivant colònies en plaques de Petri. Per ajudar-lo en els experiments, al laboratori es van incorporar dos ajudants: Colin MacLeod i Maclyn McCarty. Aquest treball específic previ va ser fonamental; a primers d’agost tots tres havien obtingut la reacció de transformació en un matràs, i un precipitat altament concentrat del «principi transformador». A l’octubre van començar a examinar l’extracte de restes bacterianes, separant-ne laboriosament cada un dels components químics i provant cada fracció per veure si tenia la capacitat de transmetre informació genètica.

Primerament van separar de l’extracte tots els fragments de coberta bacteriana que hi quedaven. L’activitat transformadora es va mantenir intacta. Després van dissoldre els lípids en alcohol, i no hi va haver cap canvi en la transformació. Van separar-ne les proteïnes dissolent el material en cloroform, i el principi de transformació es va mantenir inalterat. Van desfer les proteïnes amb diferents enzims, i l’activitat també es va mantenir. Van escalfar el material a seixanta-cinc graus —una temperatura suficient per desnaturalitzar la majoria de les proteïnes— i van afegir-hi àcids per fer coagular les proteïnes, i la transmissió de gens va continuar inalterada. Els experiments eren meticulosos, exhaustius i concloents: el principi transformador, fos quin fos el seu constituent químic, no era un sucre, un lípid ni una proteïna.

¿Què era, doncs? Es glaçava i es desglaçava. L’alcohol el feia precipitar. Se separava de la solució en forma d’una «substància fibrosa [blanca] que es cargola al voltant d’un agitador de vidre igual que el fil es cargola al voltant de la filosa». Si Avery s’hagués posat aquella filosa fibrosa a la llengua, hauria sentit la feble amargantor de l’àcid, i tot seguit un regust ensucrat amb un punt metàl·lic de sal; el gust de l’«oceà primordial», segons el va definir un escriptor. Un enzim que desfeia ARN no produïa cap efecte. L’única manera d’erradicar la transformació era desfent el material amb un enzim que degradés ni més ni menys que l’ADN.

¿L’ADN? ¿L’ADN era el portador de la informació genètica? ¿Com podia ser que aquella «molècula estúpida» contingués la informació més complexa en biologia? Avery, MacLeod i McCarty van ser el desencadenant de tota una successió d’experiments en què es va sotmetre el principi transformador a la llum ultraviolada, a anàlisis químiques, a l’electroforesi. En tots els casos, la resposta va ser clara: el material transformador era indubtablement ADN. «¿Qui ho hauria dit?», va escriure Avery perplex al seu germà l’any 1943. «Si no ens hem equivocat —i la cosa encara s’ha d’acabar de demostrar— els àcids nucleics no són només substàncies estructuralment importants, sinó també funcionalment actives […] que produeixen canvis hereditaris previsibles en les cèl·lules». (El subratllat és d’Avery).

Avery volia estar-ne segur del tot abans de publicar-ne els resultats: «És arriscat precipitar-se, i vergonyós haver-se’n de desdir després». D’altra banda, era plenament conscient de les repercussions de l’experiment transcendental que acabava de fer: «És un fet prenyat de conseqüències […] Era el somni dels genetistes des de feia molt de temps». Tal com més tard va definir-ho un altre científic, Avery havia descobert «la substància material del gen», la «tela d’on es tallen els gens».

* * *

El treball d’Oswald Avery sobre l’ADN es va publicar el 1944, precisament el mateix any que a Alemanya l’extermini nazi arribava al seu esgarrifós apogeu. Cada mes, els trens arribaven als camps de concentració amb milers de deportats jueus. Les xifres es van disparar; només l’any 1944 van ser transportats a Auschwitz mig milió d’homes, dones i infants. Van afegir-s’hi camps de concentració subsidiaris, i s’hi van construir cambres de gas i crematoris nous. Les fosses comunes desbordaven de morts. Es calcula que aquell any els nazis van matar 450.000 persones a les cambres de gas. L’any 1945 van ser assassinats 900.000 jueus, 74.000 polonesos, 21.000 gitanos (romanís) i 15.000 presos polítics.

A principis del 1945, mentre els soldats de l’exèrcit soviètic avançaven cap a Auschwitz i Birkenau a través del paisatge glaçat, els nazis van intentar evacuar prop de seixanta mil presoners dels camps principals i subsidiaris. Decandits, morts de fred i afectats de desnutrició greu, molts dels presoners van morir durant l’evacuació. El matí del 27 de gener del 1945, les tropes soviètiques van entrar al camp i van alliberar els set mil presoners que hi quedaven, un romanent minúscul de tots els que s’havien assassinat i enterrat al camp. En aquella època ja feia temps que el llenguatge de l’eugenèsia i la genètica anava associat amb el llenguatge més malevolent de l’odi racial. Feia molt que el pretext de la neteja genètica havia quedat diluït en la realitat de la neteja ètnica. Tot i així, l’empremta de la genètica nazi va persistir, com una cicatriu indeleble. Entre els presoners atordits i demacrats que van sortir del camp aquell matí hi havia una família de nans i uns quants bessons, pràcticament els únics supervivents dels experiments genètics de Mengele.

* * *

Aquesta va ser segurament l’aportació més important dels nazis a la genètica: estampar el segell definiu de l’oprobi en l’eugenèsia. Dels horrors de l’eugenèsia nazi se’n va extraure una lliçó moral que va portar a revisar arreu del món els propòsits que havien impulsat tota aquella campanya. A tot el món, els programes d’eugenèsia es van interrompre amb avergonyiment. L’Oficina de Registre Eugenèsic dels Estats Units havia perdut molt finançament a partir del 1939, i el 1945 es va reduir de forma dràstica. Molts dels seus partidaris més fervents van tenir de cop un atac d’amnèsia col·lectiva molt oportú sobre el suport que havien donat als eugenistes alemanys i van abandonar el moviment en massa.