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Quilo de Ciencia

El quilo, con “q” es el líquido formado en el duodeno (intestino delgado) por bilis, jugo pancreático y lípidos emulsionados resultado de la digestión de los alimentos ingeridos. En el podcast Quilo de Ciencia, realizado por el profesor Jorge Laborda, intentamos “digerir” para el oyente los kilos de ciencia que se generan cada semana y que se publican en las revistas especializadas de mayor impacto científico. Los temas son, por consiguiente variados, pero esperamos que siempre resulten interesantes, amenos, y, en todo caso, nunca indigestos.

La resurrección de Miller

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Suelo decir a mis estudiantes que la investigación científica es una bonita manera de dejar para la posteridad los beneficios del conocimiento que nuestro trabajo desvele, conocimiento que no atiende a culturas ni a fronteras, porque es universal y siempre es útil, aunque solo sea para dejar patente de lo que el ser humano es capaz. Pero, en ocasiones, el investigador no deja para la posteridad conocimiento, sino duda, debate y polémica, que sus sucesores se esforzarán en aclarar. En escasísimas ocasiones es el trabajo original de un científico el que sirve a sus herederos para obtener nuevos datos que permitan dirimir o, al menos, avanzar en el debate que el propio científico creó. Es, sin embargo, el caso del trabajo del científico Stanley Miller, de la Universidad de Chicago, quien en 1953 se hizo famoso por sus experimentos sobre el origen de la vida.

Miller, junto con su mentor Harold Clayton Urey, se propuso estudiar la hipótesis de los biólogos Oparin y Haldane, según la cual, en las condiciones de la atmósfera de la Tierra primitiva, se habían producido reacciones químicas, que condujeron a la formación de compuestos orgánicos que más tarde originaron las primeras formas de vida. Para intentar probar o refutar esta hipótesis, Miller sometió a mezclas de gases que supuestamente formaban la atmósfera de la Tierra primitiva (varias mezclas de metano, amoníaco, hidrógeno y agua en recipientes cerrados) a descargas eléctricas de 60.000 voltios (que simulaban rayos producidos en tormentas) con el objeto de inducir reacciones químicas. Para su agradable sorpresa y la del resto de la comunidad científica y del mundo, el análisis de los compuestos generados reveló la formación de moléculas orgánicas, entre las que destacan varios aminoácidos: los pilares básicos de las proteínas. Sin embargo, algunos de los aminoácidos más importantes, en particular los que contienen átomos de azufre, nunca aparecieron entre esos compuestos.

Desgraciadamente, quince años tras la realización de estos experimentos se descubrió que la composición de la atmósfera primitiva no correspondía a las mezclas de gases que Miller había utilizado en los experimentos que había analizado. Se reavivó así el debate sobre si las moléculas de la vida se originaron en la Tierra, tal vez como resultado de la actividad volcánica, o si, por el contrario, fueron aportadas por asteroides y cometas que bombardearon nuestro planeta hace unos 3.900 millones de años. Como consecuencia, los resultados de Miller cayeron un poco en el olvido.

Miller Dos

Pero Miller era un buen científico y, por tanto, un científico cuidadoso. Miller había realizado múltiples experimentos con diferentes mezclas de gases de diversa composición que no tuvo tiempo o fuerzas para analizar. Tal vez careció del ánimo necesario de hacerlo al conocer la noticia de que los gases que usaba no correspondían, según las últimas investigaciones en esos años, a la atmósfera primitiva de la Tierra. En todo caso, Miller tuvo la precaución de guardar los compuestos producidos en cada uno de sus experimentos en frascos herméticamente cerrados y debidamente etiquetados que, como digo, nunca analizó.

Tras la muerte del científico, en 2007, sus discípulos, en particular los doctores Jeffrey Bada y Antonio Lazcano, decidieron estudiar qué otros experimentos, hasta entonces olvidados, había realizado su mentor. Tras estudiar sus notas y cotejarlas con los nuevos descubrimientos sobre la composición de la atmósfera primitiva terrestre, estos investigadores descubren, para asombro de propios y también de extraños, que algunos de los experimentos que Miller llevó a cabo fueron realizados con mezclas de gases que se acercan mucho a la composición correcta, que es similar a la de los gases volcánicos de la Tierra primitiva, aunque Miller nunca lo supo.

Los investigadores se apresuraron a analizar los compuestos químicos guardados en el interior de los frascos durante más de medio siglo. ¿Qué encontrarían? Para su satisfacción, los análisis de los compuestos contenidos en los frascos revelaron que Miller había conseguido la síntesis de nada menos que 23 aminoácidos, más que en ningún otro caso anteriormente analizado. Lo que es más importante, entre esos 23 aminoácidos se encuentran aminoácidos que contienen azufre, componentes fundamentales de todas las proteínas y precursores de compuestos bioquímicos importantes, que nunca antes habían sido detectados en frascos correspondientes a experimentos con otras mezclas de gases. Estos resultados han sido recientemente publicados en la revista Proceedings of the National Academy of Sciences, de los Estados Unidos.

Casi 60 años después de que Miller comenzara sus famosos experimentos, se ha podido demostrar, gracias a los mismos y a la meticulosidad con los que los llevó a cabo, que la atmósfera primitiva de la Tierra contenía gases capaces de generar los pilares moleculares fundamentales de la vida. Esto no zanja la cuestión, por el momento, de si estas moléculas aparecieron realmente sobre la Tierra o fueron aportadas desde el exterior por cometas o asteroides: simplemente sabemos hoy que esto pudo ser posible. Tal vez para cerrar definitivamente este debate haya que esperar a nuevos análisis de otros experimentos de Miller, ya que decenas de frascos que él nos legó todavía no han sido analizados. Por otra parte, la realización de nuevos experimentos en diversas condiciones con mezclas adecuadas de gases podrá, tal vez, estimar la probabilidad, es decir, la facilidad o dificultad, con la que los componentes químicos de la vida pudieron ser formados en nuestro primitivo planeta Tierra.

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