Part de la fascinació que exerceix sobre mi la ciència és que sempre aprenc coses noves, sorprenents i trencadores. Segurament hi ha veritats o lleis universals en alguns àmbits, però la biologia és la ciència de les excepcions i n’hi ha prou perquè asseveris amb contundència un fet perquè hi hagi algun organisme que justament faci les coses de manera diferent. L’excepció confirma la norma, però la norma en biologia és més elàstica. A classe de genètica molecular sempre dic que molt rarament podem afirmar “sempre” o “tots”. El mètode científic ens permet abordar noves hipòtesis i avançar i la descripció de nous organismes sol sacsejar alguns dels fonaments més rellevants que crèiem fins al moment. Per què us dic això?
Què diríeu si A, T, C, G… no són les úniques “lletres” del nostre alfabet genètic? Sabem des de fa temps que el DNA, el nostre material genètic, està compost per aquests quatre nucleòtids. Els que recorden les classes de biologia a la secundària, potser també em diran que la T és substituïda per una U en l’RNA. Els que potser han llegit o estudiat més, també saben que existeixen molts més nucleòtids que aquests cinc, perquè sobretot alguns RNA (l’RNA és evolutivament més ancestral que el DNA) contenen “lletres modificades”. Però és que el que avui us vinc a explicar trenca els paradigmes. Penseu que tot just acabem de celebrar, el dia 25 d’abril, que el model del DNA proposat per Watson i Crick ha fet l’aniversari i ja té 68 anys! Aquesta imatge tan coneguda d’una doble hèlix amb les quatre lletres, amb la llei d’unió per complementarietat d’A amb T i G amb C, amb una relació biunívoca estricta, ja no és certa per a tots els organismes.
Quan les llengües incorporen nous sons (i lletres), poden diversificar les paraules i generar nous termes i matisos, doncs imagineu-vos si podem reescriure el codi genètic
Tres articles publicats a Science demostren que els virus de molts bacteris (sí, els bacteris també tenen virus que els infecten i poden fer una veritable mortaldat) no contenen la lletra A, sinó que l’han substituïda, totalment, per una altra lletra que anomenem Z (la 2-aminoadenina). El genoma d’aquests virus no té cap A, no existeix aquesta lletra, tot són Z. Increïble! Un dogma fonamental de la genètica ha de ser revisat, perquè la substitució no implica només un canvi irrellevant, sinó que la unió de la Z amb la T és molt més forta (tres enllaços de pont d’hidrogen en lloc de dos). Per tant, el DNA d’aquests virus té altres propietats: és més termoestable, més rígid i sobretot —aquesta és la raó evolutiva que rau a la base d’aquest canvi— és molt més resistent a les defenses bacterianes. Ara que tots hem après a marxes forçades sobre els coronavirus, i com s’han generat mutants que s’escapen de les nostres defenses, podem entendre intuïtivament que altres virus (com ara els virus de bacteris que poblen el nostre intestí i altres que són marins i fan fotosíntesi) han cercat altres estratègies per escapar a les defenses dels bacteris. Han canviat les “lletres” del seu DNA perquè els enzims dels bacteris, que actuarien com a “tisores” moleculars i els eliminarien, no puguin tallar el seu DNA perquè no el poden reconèixer, els és aliè. Els virus dels nostres bacteris són “aliens”, amb DNA diferent, amb les “lletres” Z, T, C, G.
Perquè ho entengueu amb un exemple, imagineu una lletra que no estigui en un idioma, per exemple, la ç en castellà (o la y, en català). Imagineu que ara teniu un text en què totes les c són substituïdes per ç. Podríeu entendre el text? Si és curt, potser podríem, fent un esforç de comprensió lectora. Però si tinguéssiu un cercador automàtic de paraules per trobar dins el text una paraula, com el que tenim a l’ordinador, i no sabéssiu d’avançada el canvi de lletres, no la podríeu trobar, buscaríeu cara o casa quan la paraula seria, amb aquests canvis, çara o çasa… Aquesta és l’estratègia d’aquests virus per poder penetrar en els bacteris. La pregunta és, com s’ho fan aquests virus per no usar les A quan estan envaint bacteris que no contenen Z sinó A? Doncs codifiquen dins del seu genoma dos gens nous, un gen que és absolutament necessari per generar aquesta nova lletra, la Z, i una polimerasa capaç d’usar-la i copiar el DNA del virus dins del bacteri per poder replicar i fer-ne milers i milers de còpies.
Imatge extreta de Callaway, a Nature News, 29 d’abril 2021
I com ha pogut ser això possible, d’on surten les Z? La Z no és un nucleòtid molt diferent dels altres, de fet, el trobem entre el material orgànic inert que acompanya els meteorits, però que nosaltres sabéssim, fins ara no formava part dels organismes vius. El que sembla és que la Z és tan antiga com la A i que, probablement, a l’origen de la vida podrien existir ambdues i, fins i tot, coexistir, fins que la branca evolutiva que va donar lloc a la gran majoria d’éssers vius va fixar el codi genètic en la A. I què va passar amb la Z, doncs que abans que es perdés tota la maquinària necessària per usar les Z, podrien haver quedat alguns reservoris, que els virus bacterians haurien incorporat i donat nova vida a aquesta informació. No ho sabem del cert i encara queda molt per descobrir.
Clarament, hem de reescriure aquesta part dels llibres de genètica, però el que és més rellevant és que ara canvia totalment la nostra percepció del que pot arribar a ser possible genèticament. El codi genètic universal, el manual d’instruccions que coneixem fins ara, el que ens permet traduir la informació genètica del DNA a proteïnes, usa la A i no la Z, però… podríem canviar-ho? ¿Podríem tenir un codi genètic més ampli, incloent-hi també la Z i que així poguéssim codificar diferents aminoàcids? ¿Podríem fer proteïnes més complexes, amb funcions noves, proteïnes que no existeixen perquè mai abans no havien pogut ser produïdes? La ciència del futur ens ho dirà, però podem albirar que podrem reescriure el codi genètic de la vida, afegir-hi més lletres, afegir-hi més informació. Quan les llengües incorporen nous sons (i lletres), poden diversificar les paraules i generar nous termes i matisos, doncs imagineu-vos si podem reescriure el codi genètic. És un món totalment inexplorat. I vertiginós. I fascinant… Terra ignota.