“No hemos encontrado los Obeliscos antes porque nadie había puesto la lupa allí”

El virólogo valenciano Marcos de la Peña dirige un laboratorio sobre Genómica del ARN en el IBMCP, Instituto de Biología Molecular y Celular de Plantas, centro mixto del CSIC y la Universidad Politécnica de Valencia. Junto a su compañera, María José López Galiano, estos dos biólogos son coautores de un estudio internacional liderado por el premio Nobel Andrew Fire (Universidad de Stanford, EEUU) que ha descubierto una nueva entidad biológica, llamada con el exótico nombre de «Obeliscos».

Nos atiende con extraordinaria amabilidad en un día festivo. «Encantado de poder charlar con vosotros sobre nuestro trabajo»

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Empecemos hablando para un público profano. Ustedes han descubierto en la microbiota humana, concretamente en muestras fecales, una entidad biológica hasta ahora desconocida, bautizada como ‘Obeliscos’, más sencilla que el más pequeño de los virus. Aunque están recién hallados y es mucho lo que desconocemos de ellos, ¿qué son los obeliscos?

Pues efectivamente, como has dicho, es una entidad biológica nueva, porque no podemos encajarla en ninguno de los escalones conocidos de la escala de la Biología.

Son entidades formadas por un ácido nucleico, un ARN desnudo, en el sentido de que no están recubiertos por ninguna proteína, por ninguna cápside proteica como les pasa a los virus. Son mucho más sencillos que los virus, y además son un ARN circular que se enrolla sobre sí mismo formando una estructura alargada, como un bastón o un «obelisco».

En la escala biológica hay algo parecido, por debajo de los virus se conocen los viroides, también con ARN circulares y pequeños. Pero estas nuevas entidades tampoco encajan allí, los obeliscos son distintos porque contienen genes que codifican proteínas, algo que los viroides no hacen. Están en un terreno gris donde no son virus pero tampoco viroides.

Al igual que los virus, hablamos de algo que está en la difusa frontera entre la vida y la química: no son propiamente «seres vivos», sino «entidades biológicas». No desempeñan las funciones de nutrición, relación y reproducción por sí mismos, sino que dependen de las bacterias a las que hospedan. ¿Cómo se replican?

La idea que tenemos en estos momentos es bastante escasa, estamos en una etapa muy inicial de nuestra comprensión de los Obeliscos. Lo que hemos identificado es que existen miles y miles de «especies» de Obeliscos, que tienen sus características propias. Y los hospedadores que hemos encontrado por el momento son bacterias, y suponemos que esto va a ser lo habitual.

Suponemos que los Obeliscos se tienen que replicar de manera sencilla, en lo que se conoce como el mecanismo de «círculo rodante», que es una de las maneras más simples que tiene un ácido nucleico de replicarse: dar vueltas sobre un molde, generándose un largo genoma que se repite en tramos idénticos, y luego se corta en unidades más pequeñas que se ensamblan y se hacen circulares. Creemos que el mecanismo debe ser algo similar.

Los Obeliscos están por todas partes: en la microbiota, en el océano…

El Obelisco aporta una proteína que su mismo genoma mismo codifica, una proteína muy pequeña llamada oblina, que creemos que lo que hace es confundir a la proteína bacteriana (la ARN polimerasa procariota) para usarlas en su propio beneficio, para replicar el genoma del Obelisco. Pero los entresijos del mecanismo aún los desconocemos.

Los Obeliscos habitan en las bacterias de nuestra microbiota, y sus implicaciones sobre nuestra salud son aún desconocidas. ¿Alguna sospecha de qué relación guardan con las bacterias que habitan? ¿las parasitan como los virus?, ¿les proporcionan ventajas?

Básicamente, lo que hemos podido ver hasta ahora es que son inocuas para sus hospedadores, como haría un comensal, pero no podemos estar aún seguros. Es lo que hemos observado en condiciones de laboratorio.

Los Obeliscos los descubrimos en una bacteria de nuestro tracto gastrointestinal (el Streptococcus sanguinis), una bacteria que tenemos en nuestra boca, en la placa dental, y que también suele ser inofensiva, con algunas excepciones como cuando invade de manera oportunista nuestro torrente sanguíneo.

En estas bacterias, hay unas cepas que contienen en su interior miles y miles de copias de Obeliscos. Cuando en el laboratorio hacemos crecer estas cepas de S. sanguinis con y sin Obeliscos, no vemos ninguna diferencia, en ambos casos las colonias crecen al mismo ritmo. Y eso nos parece un poco sorprendente, lo que esperaríamos es que las que contienen Obeliscos crecieran un poco más lentamente, puesto que tienen estas entidades biológicas dentro que están utilizando una parte de sus recursos, para replicar miles de veces este ARN circular a expensas de ellas. Pero en el laboratorio no vemos diferencias.

Con la bioinformática los encontramos en todo tipo de muestras.

Lo que sospechamos, pero aún lo tenemos que comprobar, es que en condiciones naturales, en nuestra boca, sí que haya alguna diferencia entre las cepas que contienen Obeliscos y las que no. La sospecha se inclina a que deben conferirles alguna ventaja, porque si albergar Obeliscos fuera un inconveniente para la bacteria, lo lógico hubiera sido detectarlo en el laboratorio.

Lo que surgió de muestras fecales humanas ha resultado estar por todas partes. He leído que análisis bioinformáticos masivos han descubierto cerca de 30.000 especies de Obeliscos en muestras biológicas recogidas a lo largo de todo el planeta. ¿Los Obeliscos son tan ubicuos?

Sí, sí, están por todas partes. La gracia de la bioinformática es que una vez identificado el genoma de los Obeliscos, nos permite rastrear con ellas muestras recogidas en todo el mundo. Los primeros Obeliscos los identificamos en muestras fecales, y como tenía unas características muy concretas, con ese ARN circular, a partir de eso empezamos a buscar en otros sitios, en otros bancos de datos.

Y descubrimos que son elementos que están en muestras de todo el planeta, y con una variabilidad enorme. Estaban todo el tiempo ahí, pero no los encuentras si no buscas cosas muy concretas: como el genoma circular; como el gen de la proteína que hemos dicho antes, la oblina, que tiene unos pequeños dominios estructurales que son los mismos, pero luego el resto de la proteína es muy variable.

Entonces, sí, hemos encontrado unas entidades por debajo de los virus que habitan en el interior de todo tipo de bacterias. Es muy sorprendente, estaban delante de nosotros y no los hemos detectado hasta ahora.

Ustedes tienen la sospecha de que estamos ante un vestigio de lo que se conoce como la hipótesis del «mundo del ARN», la etapa precursora del surgimiento de la vida en la Tierra, hace más o menos unos 4.000 millones de años, en la que de alguna manera los ácidos nucleicos -el ARN- adquirieron capacidad de catalizar reacciones químicas, y con el tiempo de generar copias de sí mismos y almacenar información. ¿Estamos ante un “fósil prebiológico”?

La hipótesis del «mundo de ARN» es una de las principales a la hora de explicar el origen de la vida en la Tierra. Se trata de un mundo primigenio, con la Tierra recién formada, en la que en el agua aportada por el bombardeo de cometas y meteoritos, rica en aminoácidos, nucleótidos y otras moléculas orgánicas, se van formando ácidos nucleicos que con el tiempo darán paso a los primeros seres vivos.

Esta hipótesis se lleva abriendo paso en la ciencia a lo largo de los últimos 30 o 40 años. No podemos decir que esté demostrada, pero sí que tiene muchos visos de ser la explicación verdadera. Sin embargo las pruebas o evidencias que la respaldan hasta ahora eran muy parciales. Uno de ellos son estas otras entidades biológicas de ARN, los viroides que hemos mencionado antes, que infectan a plantas y a algunos animales. Los viroides, como los Obeliscos, no sólo son capaces de almacenar información, sino que su ARN cataliza alguna reacción química, que se comportan como ribozimas, y eso apunta hacia que en el pasado este ácido nucleico pudo hacer todas estas funciones.

Los Obeliscos suponen un gran espaldarazo al mundo de ARN.

Pero el problema hasta ahora es que sólo habíamos identificado estos viroides que infectaban a plantas modernas, a angioespermas, y algunas especies que infectan a animales, que pueden producir hepatitis… pero nos faltaba una conexión con los seres vivos que han colonizado la Tierra desde que surgió la vida propiamente dicha: los organismos unicelulares, los procariotas, las arqueas y las bacterias.

Porque si existió este mundo de ARN hace más o menos 4000 millones de años y sus vestigios han perdurado en los ecosistemas de alguna forma, no cuadraba con que sólo los encontráramos en organismos eucariotas, que surgieron hace unos 1500 millones de años, ni mucho menos en plantas superiores, que apenas existen desde hace 130 millones de años. ¿Qué pasó entre tanto?

Descubrir a los Obeliscos permite comprender que existen entidades biológicas basadas en el ARN que infectan bacterias -no sabemos aún qué mas, ni su extensión real- y por tanto apuntala y respalda la hipótesis del mundo de ARN como explicación del origen de la vida.

Claro, el jaque mate para confirmar la hipótesis del mundo de ARN sería encontrar un Obelisco o una molécula de ARN capaz de replicarse a sí misma mediante su propia acción catalítica. Eso sí que sería un fósil molecular de este hipotético periodo prebiótico. Muy posiblemente, si existió algo así haya desaparecido. Pero el hallazgo de los Obeliscos supone un gran espaldarazo a la hipótesis del mundo de ARN.

No me quiero despedir sin compartir una reflexión, y corríjame si me equivoco. El hallazgo de su equipo es fruto de una investigación básica, no finalista. También lo fue la del investigador alicantino Francis Mojica que está en la base de la tecnología de edición genética CRISPR. ¿Qué importancia tiene la investigación básica, que sin embargo suele estar despreciada e infrafinanciada?

Pues es así, como has comentado. No tiene ningún sentido la investigación aplicada sin comprender de verdad lo que estás aplicando.

Este es un ejemplo cristalino. Una de las cosas más estudiadas es la microbiota humana, con la cantidad de implicaciones nutricionales, fisiológicas y para nuestra salud que tiene… y allí hemos encontrado una cosa, los Obeliscos, que no sospechábamos ni que existían. Y ahora tenemos que comprender qué hacen, cómo interaccionan con la microbiota y con nuestro organismo. Y todo eso es investigación básica, es pura curiosidad científica, es pura búsqueda de conocimiento, de comprender cómo funcionan los sistemas vivos.

Y para que se pueda dar esa investigación básica hace falta que sea pública, porque ninguna entidad privada va a invertir todos los recursos que son necesarios (que son muchos), para algo que quizá no les lleve a ningún sitio o a lo que no le van a sacar provecho en el corto plazo.

Y es como dices, hay un dinero insuficiente destinado a la investigación básica. No hemos encontrado los Obeliscos antes porque nadie había mirado, porque nadie había puesto la lupa de la ciencia allí. Yo llevo veinte años trabajando con ARNs circulares en plantas y animales, y siempre tienes alguna sospecha de que debe haber algo oculto ahí por debajo del nivel de los virus. Pero hasta que el equipo del Premio Nobel Andrew Fire no me contactó para buscar estos ARNs circulares en bacterias, y decidimos empezar por un sitio tan obvio como nosotros mismos, como nuestra microbiota… no hallamos algo que estaba ahí y en todo el planeta.

Para que se pueda dar esa investigación básica hace falta que sea pública

Es como si fueras por el desierto, te encuentras con la punta de un Obelisco, comienzas a escarbar y te encuentras con toda una civilización perdida…

(Risas) Es una buena analogía, sí. Cuando hablamos con expertos en microbiota, ellos mismos admiten que hay muchas cosas que desconocen de la flora bacteriana de nuestro propio cuerpo, que insisto, es la más estudiada.

Y efectivamente, la investigación básica tiene muchos problemas en España. Por ejemplo, aunque este tema haya saltado a los medios y los Obeliscos hayan salido en la tele (La Revuelta), el Ministerio ha decidido no seguir financiando esta investigación.

Un momento, ¿cómo? ¿Un tema de esta trascendencia, con su equipo colaborando con un Premio Nobel, y no le dan una línea de financiación? ¿Es así?

Pues sí, en España tenemos una situación muy particular. Yo llevo quince años financiando mis investigaciones en ciencia básica, pero la Agencia Estatal de Investigación, dependiente del Ministerio de Ciencia, acaba de rechazar financiar un proyecto para seguir investigando los Obeliscos. La resolución es anterior a que todo esto tuviera esta relevancia, pero es así.

Increíble. Tremendo. Le deseo mucha suerte para que esta situación cambie. Gracias por su tiempo y por su trabajo.

Gracias a vosotros por el interés.