Desextinció: reviure una espècie
A Masjoan d’Espinelves hi ha una col·lecció amb més de 250 espècies d’ocells dissecats, aplegada pel naturalista Marià Masferrer i Rierola a finals del segle XIX. Entre les diverses espècies destaca la cotorra de Carolina (Conuropsis carolinensis), un ocell originari dels EUA, extingit el 1918 per la caça i la desforestació. Seria possible desextingir-la? L’equip del programa explora quins haurien de ser els passos per aconseguir fer reviure un animal extingit. En primer lloc, l’especialista en ADN antic Carles Lalueza aconsegueix seqüenciar-ne el genoma nuclear després de gairebé dos anys de feina. Per primera vegada s’ha aconseguit recuperar el 95% del material genètic d’aquest animal, un total de 1.100 milions de bases. El segon pas seria identificar quines diferències genètiques hi ha entre aquesta cotorra extingida i el seu parent viu més proper, la cotorra sol (Aratinga solstitialis). Aleshores caldria introduir els canvis en cèl·lules in vitro de la cotorra viva per mitjà d’una revolucionària tècnica d’edició genètica anomenada CRISPR i, finalment, s’haurien de clonar aquestes cèl·lules i introduir-les en l’aparell reproductiu d’una cotorra viva perquè en formés els ous, fes la posta i alimentés els polls. Les tècniques de manipulació genètica actuals encara han de progressar molt abans no es puguin completar tots aquests passos, però d’aquí una dècada serà possible. Potser algun dia es podrà plantejar el mateix amb el mamut o el tigre de Tasmània. Però l’enginyeria genètica no s’atura aquí, estem davant d’una revolució cientificotècnica que pot canviar el curs de la Humanitat.
Hi intervenen David Masferrer; Antoni Ballester, veterinari d’èquids; Carles Lalueza-Fox, Institut de Biologia Evolutiva (CSIC-UPF); Jordi Grífols, Zoològic Veterinaris; Anna Pujol, Unitat Animals Transgènics, CBATEG; Elena Ibáñez, Unitat de Biologia Cel·lular, UAB; i Josep Maria Ramió, criador de lloros.
Un exemplar dissecat
Masjoan, al poble d’Espinelves és la llar de la família Masferrer des del segle XVIII. Segurament el més il·lustre de la nissaga és Marià Masferrer i Rierola, nascut l’any 1856. La seva condició de cabaler, és a dir, de fill sense les responsabilitats de l’hereu, però amb prou cabals per viure de renda, li va permetre viatjar i dedicar-se a estudiar la natura fins a la fi del seus dies. De fet, va ser un dels pioners del naturalisme al nostre país. Un dels terrenys de la finca familiar, el va convertir en un espectacular jardí botànic, amb desenes d’espècies arbòries, anomenat Arborètum. Va aplegar també una important col·lecció de més de 250 ocells i altres vertebrats. Tenia molta traça dissecant-los i fins i tot va col·laborar amb el Museu Martorell, bressol del Museu de Zoologia de Barcelona. La majoria de les espècies conservades són autòctones, però n’hi ha algunes d’americanes, entre les quals destaca la cotorra de Carolina (Conuropsis carolinensis) extingida l’any 1918 al Zoo de Cincinnati. Segons les descripcions dels naturalistes, aquest ocell formava estols sorollosos de fins a 200 o 300 individus. S’alimentava de llavors d’arbres, arbustos i plantes, i de fruites com pomes, raïm i figues, per la qual cosa se la considerava una plaga agrícola i se la perseguia fins a la mort. També es va caçar com a trofeu, ja que les seves llargues plomes verdes adornaven els barrets de moltes senyores. Seria possible desextingir-la? L’equip del programa explora quins haurien de ser els passos per aconseguir-ho.
Obtenció de la mostra
El primer pas és la seqüenciació del genoma nuclear i per això cal obtenir una mostra que contingui prou ADN. Com que no se sap amb quina tècnica en Marià va naturalitzar la cotorra, cal fer-li un parell de radiografies. Així es veu què hi ha a dins i es pot decidir on prendre la mostra per no malmetre l’exemplar. Antoni Ballester, veterinari d’èquids, col·labora en el projecte amb el seu aparell de radiografies portàtil. I Carles Lalueza és l’especialista en ADN antic que extraurà la mostra i en seqüenciarà el genoma. En Carles ha treballat amb espècies tan rellevants com els neandertals i els cromanyons, el Miotragus, una cabra extingida de Mallorca, i el mamut.
El punt on es decideix fer l’extracció és a la tíbia, que com en el cas dels humans, és un dels ossos més propers a la superfície de la pell i, per tant, de més fàcil accés. Cal anar molt ben protegits per no contaminar la mostra amb l’ADN propi. En Carles utilitza un petit trepà per esmicolar un bocinet d’os. Les mostres s’envien al Centre for GeoGenetics, de Dinamarca on s’analitzaran. Però els resultats que s’obtindran seran només milers de milions de petits fragments inconnexos d’ADN. Caldrà aleshores fer el mapatge.
El mapatge
Després d’uns quants mesos d’espera, arriben els resultats. A l’Institut de Biologia Evolutiva, l’equip de Carles Lalueza aplica la computació i l’estadística per mapar el genoma de la cotorra, basant-se en un genoma de referència. Podríem dir que resol trencaclosques de lletres, amb l’ús de números. Però sorgeix un problema inesperat. El genoma de referència més proper a la cotorra és el del periquito comú, originari d’Austràlia, i malgrat que totes dues espècies pertanyen a la mateixa família (psitàcids), fa massa temps que van divergir evolutivament i el seus genomes són massa diferents. Cal, per tant, utilitzar de referència un espècie més propera evolutivament, i sembla que la cotorra sol (Aratinga solstitialis), originària de Sud-amèrica, seria una bona candidata. Malauradament, no se’n coneix el genoma i cal seqüenciar-lo. Però com es poden aconseguir mostres d’una cotorra sud-americana? Doncs, aquí la sort ha vingut de cara: hi ha criadors d’aquesta cotorra a Catalunya. Les mostres de sang s’envien aleshores al Beijing Genomics Institute, de la Xina, perquè n’analitzin l’ADN. Uns mesos més tard s’obté per primera vegada a la història el genoma complet de la cotorra sol. Ara ja es pot utilitzar de referència per mapar el genoma fragmentari de la cotorra extingida de Carolina. El resultat són 1.100 milions de bases, el 95% del genoma recuperat.
Passar de “in silico” a “in vitro”
Aquesta informació es pot guardar en un llapis de memòria qualsevol i ocupa poc més d’una giga. Si en lloc d’emmagatzemar-la en format digital la volguéssim emmagatzemar en un format clàssic, ocuparia 5 vegades l’Enciclopèdia Britànica, és a dir, 160 volums. I tant si és en format escrit com en format digital, topem amb el mateix problema: actualment no hi ha tecnologia per transformar les dades digitals (in silico) en una molècula orgànica dins d’una cèl·lula (in vitro). La solució és una mena de pedaç. Agafar l’ADN d’una cotorra que ja existeixi, com la cotorra sol, i un a un, de manera artesanal, inserir-li els gens de la cotorra extingida. L’eina fonamental per dur a terme aquest pedaç són unes tisores moleculars descobertes en llacunes rosades, on hi viu un arqueobacteri adaptat a la hipersalinitat. Estudiant-lo, el biòleg valencià Francisco M. Mojica va deduir que la majoria dels bacteris estan protegits dels atacs dels virus per un sistema d’immunitat que ell va batejar com a CRISPR, unes sigles que descriuen l’estructura de la molècula en anglès. Aquesta tècnica és molt eficient i assequible, per això l’han adoptat molt laboratoris d’arreu del món. El reporter Pere Renom visita la Unitat d’Animals Transgènics del CBATEG, a la Universitat Autònoma de Barcelona, per veure com s’hauria d’aplicar en el cas de la cotorra. En aquest laboratori tenen més de 25 anys d’experiència produint rates i ratolins modificats genèticament, per estudiar, per exemple, malalties genètiques humanes. Treballen tant per grups de recerca nacionals com estrangers.
Editant l’ADN, el CRISPR
Hem entrat ja en l’era de l’edició genètica, una tecnologia que pot canviar l’evolució de la Humanitat. L’enginyeria genètica permet modificar, de manera precisa, l’ADN, tant humà, com animal o vegetal. I això transformarà radicalment la medicina, la ramaderia i l’agricultura. I potser permetrà recuperar espècies desaparegudes, com la cotorra de Carolina. Tenint la fórmula de totes les bases químiques del seu ADN nuclear podríem mirar de sintetitzar-les al laboratori, però estem parlant de 1.100 milions de bases. Ara per ara és impensable. No en sabem prou. Però, en canvi, sí que és viable modificar certs fragments de l’ADN d’una cotorra viva. Aquesta té el bec fosc, mentre que l’ADN de la cotorra extingida diu que el bec ha de ser clar. El nostre objectiu seria canviar aquest fragment d’ADN per un altre de sintètic que faci que el bec sigui clar. Primer problema: com ens ho farem per tallar l’ADN en un punt precís? Aprenent-ne dels bacteris. Els bacteris tenen una proteïna que es diu CAS, capaç de fer talls nets en l’ADN. Però li hem de donar l’adreça, el punt on fer el tall. Per això es necessita un rastrejador, un guia que sigui capaç de fixar-se sobre el fragment triat. Al laboratori, els genetistes sintetitzen una imatge especular d’aquell segment d’ADN. Com si fos un guant i la mà, el rastrejador es fixa sobre el segment adient i en aquest moment la proteïna CAS talla. Ara ve el segon problema. Com col·loquem en aquest forat la informació que ens interessa? Aprofitem una propietat extraordinària de l’ADN: per tal de preservar una informació que és vital per a la cèl·lula, l’ADN tendeix a reparar-se espontàniament. Normalment, el gen tallat recupera la informació perduda a partir de l’altra còpia del gen que hi ha a la cèl·lula. Però si hem inundat el seu entorn de plantilles fetes per nosaltres que en els seus extrems són idèntiques a l’ADN receptor, assegurant-nos que els extrems coincideixin, és possible que es repari a partir del nostre reclam sense arribar a fer servir la còpia de seguretat. I aquí li hem colat el gol, el caràcter “clar” ha estat admès sense problemes. Hem provocat una mutació deliberada del gen, que començarà a donar ordres perquè, a la fi, el bec sigui clar. La tècnica descrita es diu CRISPR. La teràpia gènica segueix els mateixos principis i es creu que farà possible revertir malalties fins ara incurables.
La Clonació
El 12 de maig de l’any 2009 va néixer a la Universitat Autònoma de Barcelona el primer ratolí clònic de l’Estat Espanyol. Era una femella marró batejada amb el nom de Cloe. El 3 de juny del mateix any va néixer la Cleo, un segon clon. La mare científica d’aquestes fites va ser la biòloga Elena Ibáñez. Des d’aleshores, ella i el seu equip han aconseguit clonar un total de 52 ratolins. En Pere la va a veure perquè li expliqui com treballa. El procés de clonació té dues fases: l’enucleació o extracció del nucli d’un oòcit i la transferència nuclear. El nucli, procedent d’una cèl·lula diferenciada, que podria ser muscular o de la pell, s’introdueix dins l’oòcit que s’acaba de buidar. Aquesta tècnica només s’ha aconseguit amb èxit en poques espècies de mamífers i l’eficiència és del voltant de l’1%. Cal, doncs, entendre millor els mecanismes a nivell molecular, per millorar la tècnica.
Sumari del procés
En resum, el procés de desextinció consta dels següents passos: primer, obtenir cèl·lules diferenciades de la cotorra sol i introduir-li els gens de la cotorra de Carolina, per mitjà de la tècnica CRISPR. Segon, obtenir un oòcit de la cotorra sol i extreure’n el nucli amb la informació genètica. Tercer, introduir en aquest oòcit buit el nucli de la cèl·lula modificada genèticament i aconseguir que es reprogrami. I quart, estimular el desenvolupament de l’embrió i transferir-lo a una cotorra sol perquè faci de mare. De l’ou que pongui en naixerà un pollet de cotorra de Carolina.
Cria en captivitat
El pas final de la desextinció haurà de ser la cria en captivitat. Josep Maria Ramió és criador de lloros, carolines, i cotorres sol. Sovint les alimenta a mà per augmentar la supervivència dels pollets, i de passada enfortir el vincle amb les persones, cosa desitjable per als animals de companyia. Ens explica les tècniques que utilitza.
Des d’aquell exemplar dissecat al segle XIX per Marià Masferrer, fins a una cotorra viva, encara hauran de passar 10 o 15 anys. Però per molt que avanci la ciència de la desextinció, sempre serà millor vetllar per la conservació.
