Juli Peretó: 'Som màquines molt especials, tenim la capacitat d'evolucionar'

per Sara Moreno

Juli Peretó  Professor de Bioquímica i Biologia Molecular de la Universitat de València

Juli Peretó
Juli Peretó

Juli Peretó és professor associat de Bioquímica i Biologia Molecular de la Universitat de València i també codirector de l’Institut de Biologia Integrativa de Sistemes. Ha publicat més de 100 articles científics i capítols de llibres relacionats amb la bioquímica, la biologia molecular, l’evolució del metabolisme, sobre l’origen de la vida o la biologia sintètica, entre moltes altres temàtiques. És autor de treballs divulgatius en un gran ventall de formats i temes. També és autor de 6 llibres, editor d’altres 10 i n'ha traduït 7 més.

 

Aquest passat abril de 2017 eixia a la llum el darrer llibre on has col·laborat, en el qual junt a Andrés Moya has adaptat el text del famós llibre “L’origen de les espècies” de Charles Darwin. D’on neix la necessitat de fer aquesta adaptació d’una obra de l’any 1859 tan coneguda com aquesta?

La necessitat de fer l’adaptació o la traducció actualitzada és perquè en el mercat no tenim aquest tipus d’adaptacions. En valencià, si més no, només hi ha una traducció que es va fer l’any 1982, la qual està ja un poc envellida, i en castellà la cosa és pitjor, perquè la traducció té uns 90 anys i, per tant, és molt difícil de llegir. Les traduccions van envellint i cada generació hauria de tindre la seua pròpia traducció.

El tema de l’adaptació, és a dir, el resum que hem fet del llibre, ve de l’interés de fer-ho més proper al públic lector actual. Perquè L’origen de les espècies, i tota la seua retòrica victoriana, amb la profusió dels exemples o el fet que hi hagen capítols que hui en dia no tenen cap llicència, fan que llegir-lo en la seua totalitat represente un esforç important. En alguns casos es pot estalviar aquest esforç alleugerint un poc el text, per tal de fer-lo més a l’abast del públic actual.

Portada del llibre ”L’origen de les espècies”, adaptació produïda per Juli Peretó i Andrés Moya de l’original treball de Charles Darwin.

Hi ha qui és de l’opinió que hi ha determinats clàssics, com aquest, que no s’haurien d’adaptar, n’estàs d’acord?

Tot i que sóc conscient que hi ha gent que no ho veu bé, la popularització de clàssics a través de traduccions i adaptacions és una cosa molt corrent en literatura. Si es pot fer una adaptació per a gent més jove del Tirant lo Blanch doncs no sé perquè no s’hauria de poder fer amb L’origen de les espècies, tenint en compte que aquest llibre, tot i tindre més de 150 anys, conté idees molt fortes que són completament vigents i, per tant, es tracta d’una obra clàssica dins del pensament científic.

 

Alguns dels treballs de recerca en els quals estàs immers estan relacionats amb l'origen i l’evolució primerenca de la vida, l’evolució del metabolisme i la història de les idees sobre l'origen de la vida. Què en sabem sobre el primer organisme viu del nostre planeta i del qual en derivem la resta?

Sabem molt poc de les primeres etapes de l’evolució. De fet, es tracta d’una àrea de recerca molt activa però al mateix temps, d’una complexitat important, perquè no la pot resoldre una disciplina concreta. El problema de l’origen de la vida interessa igual als químics, als biòlegs, astrònoms o planetòlegs, geòlegs, paleontòlegs, etc. Vull dir que és un problema històric per una banda, perquè és un procés de transformació de la matèria inert a la matèria viva que va ocórrer en la Terra fa molt de temps, i per altra banda les disciplines necessàries per a estudiar-ho són molt diferents i, per tant, és imminentment interdisciplinària.

 

En que se centra particularment la vostra investigació actualment envers aquesta àrea?

Jo he estat implicat en varies coses. Una d’elles, com has dit, és la historia de les idees, perquè sempre m’ha preocupat, sobretot com a docent, l’origen dels conceptes i les idees que tracte de transmetre. Quan expliquem les teories, aquestes tenen una història, han tingut una evolució, una transformació i crec que és important conèixer aquesta història per poder explicar millor i en tota la seua profunditat. En el cas de la biologia, òbviament m’ha interessat la història de la teoria evolutiva i, en particular, un problema que forma part d’aquesta teoria, tot i que molts ho ignoren, i és l’origen de la vida.

Per tant, per una part m’he dedicat a aquesta part històrica, inclús també en col·laboració amb altres col·legues, d’una part una mica filosòfica del concepte de vida. Per altra part he estat implicat en projectes de reconstrucció de l’avantpassat comú universal, utilitzant eines filogenètiques per tractar de veure com seria l’avantpassat comú de tots els essers vius actuals. Aquesta és una idea de Darwin també, tot i que quan ell la va proposar no tenia tota la informació que tenim actualment, però que és una idea que continua en vigor. És aquella que diu que absolutament tots els éssers, sense excepció, que habiten hui en la Terra tenen un origen comú. I un es pot apropar a aquest origen comú a través de la comparació dels genomes.

 

Una altra de les línies de recerca en la qual tens el cap ficat està relacionada amb la Biologia Sintètica i la síntesi artificial de la vida. Què és això de la Biologia Sintètica?

De Biologia Sintètica no hi ha una definició canònica sinó que s’entén com diverses coses, algunes d’elles complementàries, no solapants. El terme té més de 100 anys, tot i que molts dels que l’utilitzen pot ser no ho saben. Quan es va utilitzar aquest terme per primera vegada, i la gent s’identificava en el que volia dir, ho van fer persones implicades en el estudi de l’origen de la vida, és a dir, en com la matèria inert es transforma en matèria viva i ho tractaven de fer experimentalment.

 

Per tant, aquest terme no ha tingut el mateix significat durant tota la història?

El terme l’utilitza Stefan Liruch, un científic francès, per denominar als seus experiments sobre la creació de vida al laboratori. Els que feien bioquímica del moment ja critiquen aquesta aproximació, perquè creuen que no és representativa del que són els components cel·lulars, sinó que són metàfores o imitacions, segons ells. Per tant, en aquell moment queda com una cosa molt excèntrica. De fet, expulsen a aquest científic de l’acadèmica francesa i altres investigadors queden marginalitzats.

Tornant a l’actualitat, s’ha agafat el nom de Biologia Sintètica d’una forma espontània i sense fer referència a aquella primera aproximació, tot i que alguns hem dit “ei, que això ja es va utilitzar!”, però la gent pensava que això ho havien inventat ara per a identificar una corrent molt potent que ha vingut a canalitzar-se a partir de l’any 2000 o una cosa així, osiga que és molt recent. No obstant, és una rama amb molta potència, donat que agencies de financiació han posat molts diners i moltes revistes i congressos internacionals han començat a promoure aquest. Així, gent que abans es deia que feien enginyeria genètica o enginyeria metabòlica ara s’identifiquen en aquest terme.

 

I en l’actualitat, què entenem per Biologia Sintètica?

Aquesta disciplina el que promou és la idea que podem entendre i modificar els éssers vius des d’una perspectiva estrictament enginyera. És a dir, amb els principis de l’enginyeria que han tingut tant d’èxit en àmbits com l’electrònica o la mecànica. Un exemple d’aquests preceptes és l’estandarització, en la qual s’assumeix que es disposa de parts components d’un sistema i aquestes tenen unes característiques estàndard. Així, amb la combinació d’aquestes parts s’obté un sistema que compleix una determinada funció. Doncs això es pot aplicar també a la biologia. Es tracta de concebre la cèl·lula com un conjunt de parts que interaccionen entre elles i que tu pots separar, classificar, estandarditzar, mesurar... i després combinar-ho per a que faja una determinada cosa.

 

Llavors, a efectes pràctics, és possible estudiar la cèl·lula com un sistema computacional?

Això s’ha aconseguit, però de manera limitada. Hi ha molts dubtes de que es puga assolir completament a un nivell d’estandarització, modularitat, i totes les propietats que tenen els sistemes computadors, o circuits electrònics, perquè les cèl·lules són una altra cosa. Les cèl·lules no són estrictament màquines com n’és una mecànica o elèctrica, tenen característiques intrínsecament diferents i l’analogia o metàfora pot arribar fins on pot arribar. Els computadors per sort no evolucionen, tindria gràcia que un dia engegares l’ordinador i et trobares que ha fet el que li ha donat la gana perquè ha evolucionat durant els últims dies! Les cèl·lules, però, sí que evolucionen. Tu tens unes cèl·lules que fan una determinada cosa hui i en el futur tu pots tindre-les, o no, en funció de les pressions ambientals, per exemple. Amb la qual cosa, som màquines fins a cert punt, o som maquines molt especials donat que, entre altres coses, tenim la capacitat d’evolucionar. En eixe sentit hi ha moltes limitacions.

Ara Manel Porcar i jo estem iniciant uns projectes per estudiar precisament això: l’estandarització des de molts punts de vista. Per una banda, les parts que componen la cèl·lula i per altra banda, el xassís, que és la pròpia cèl·lula on hem de col·locar aquestes parts. És un projecte molt ambiciós amb molts grups implicats i que durant els pròxims anys implicaria no només fomentar la reflexió sobre aquest tema sinó també elaborar documents que identifiquen els problemes en esta línia i les perspectives d’una veritable estandardització en biologia.

Manel Porcar i Juli Peretó 

Eres autor junt a Manel Porcar del llibre “Biologia sintètica. De l'iGEM a la cèl·lula artificial”. La síntesi artificial de la vida és ja una realitat?

En certa mesura, el que és la síntesi artificial de vida en el sentit fort del terme no s’ha aconseguit, la qual cosa no vol dir que no puga ser possible. No hi ha cap raó fonamental per la que tu em pugues dir que això no serà possible. No obstant, tècnicament s’han fet coses molt interessants i molt espectaculars. Fabricar un genoma sintètic en el sentit d’agafar un genoma natural, copiar-lo i sintetitzar-lo, sí que s’ha fet. El que no sabem és fer un cromosoma de novo.

Al llibre, Manel i jo quan parlem de estes coses diem que estem en la fase de plagiar genomes, perquè Craig Venter va agafar un micoplasma i el va fabricar químicament, però no es va inventar un genoma. Si que és cert que ha fet una cosa que és una primera aproximació a això i és quan va fer fa dos anys el genoma mínim. Va eliminar molts elements genòmics i va canviar de ordre altres i, efectivament, representa una fita tecnològica. Això ja és un passet més, però continua sent un mig plagi del genoma natural, perquè evidentment no s’està inventant res.

Hi ha un consorci internacional que està sintetitzant tots i cadascun dels cromosomes del llevat Saccharomyces cerevisiae. Estan reorganitzant el genoma, generant el “neocromosoma”, un cromosoma completament nou. per tant la cèl·lula resultant ja té un cromosoma artificial, perquè aquest no existeix a la natura.

No podem dir encara: mira, aquests han fet una cèl·lula artificial! Però hi ha moltes línies que van en el sentit de generar construccions que no són naturals. També en rutes metabòliques, hi ha rutes metabòliques artificials que fan coses que cap bitxo de la natura les fa.

 

Aquest darrer desembre, publicaves junt a Antonio Lazcano un treball on aporteu una contextualització acurada del treball de Lynn Margulis. A més, ja en 2003 editares un llibre sobre el seu treball, i alguns altres articles que has publicat també parlen del llegat de Lynn. Quina va ser la gran aportació de Lynn Margulis?

Lynn reintroduiex, perquè no és una idea original d’ella, la idea de que la complexitat cel·lular deriva de l’agrupament de cèl·lules més simples. Quan Lynn és molt jove, que acaba la tesi i comença a volar pel seu compte, ha recuperat algunes referencies d’uns precedents històrics del segle XX, que després complementarà. De tota manera, en aquell moment ja resultaven excèntrics, no formaven part del mainstrem del moment de la ciència, o de l’acadèmia. Doncs ella va recuperar aquestes idees, al contrari del que molts diuen quan afirmen que es va aprofitar d’elles. És més, no només les va recuperar sinó que va fomentar que s’estudiaren i gràcies a això hui en dia les coneguem.

 

Què porta a Antonio i a tu a realitzar aquesta anàlisi sobre el treball de Margulis i publicar-lo en una revista com The Journal of Theorical Biology?

Al treball, Antonio i jo fem una recapitulació del que ella deia. Ho fem just 50 anys després del seu primer article important que du per títol On the origin of mitosing cells i també ho fem en la mateixa revista on ella el va publicar. Expliquem com era abans i com estem ara mateix. En l’article original ella fa una sèrie de prediccions d’una teoria que consisteix precisament en muntar l’origen de la complexitat cel·lular a partir de la simbiosi. Per suposat ella va fer propostes que després no es materialitzaren en res concret, però altres coses sí i tenen vigència actualment. Hi ha que reconèixer que ella fa un esforç molt important que continuarà al llarg de la seua obra. Poc després de publicar l’article que et comentava, Lynn escriu un llibre que es titula “simbiosi en evolució cel·lular” on conta la historia de la vida des de la simbiosi, i va actualitzant-lo al llarg dels anys. De fet quan va morir estava actualitzant-lo de nou.

Juli Peretó i Antonio Lazcano

 

Quin és aquest esforç al que fa referència? En quin sentit ho diu?

Ella ja des del primer article fa l’esforç d’assumir la interdisciplinarietat del problema, perquè parlar d’evolució cel·lular implica no sols saber biologia cel·lular, explicar l’origen de les rutes metabòliques i dels orgànuls que hi ha a les cèl·lules, vol dir també posar-ho en context històric. I amb això vull dir que allò que tu proposes de l’origen de les cèl·lules i com evolucionen ha de ser compatible per exemple amb l’evolució de l’atmosfera, l’evolució de l’ambient. Per tant, és un component geològic. Quan hom proposa un esquema d’estructures, això ha de tindre una correspondència amb allò que ens indica el registre fòssil. És a dir, ella reuneix el que se sap de geologia històrica, paleontologia, de biologia cel·lular... recorda que estem parlant dels anys seixanta i, per tant, hi ha que posar-ho en context del que es sap de biologia cel·lular o bioquímica. I amb tot això vesteix la seua explicació. És una teoria que, com és obvi, ha anat canviant al llarg del temps fins a l’actualitat. Em resulta difícil pensar que hi ha algú que hui en dia pose en dubte que les cèl·lules eucariotes venen de la reunió de cèl·lules procariòtiques.

És una cosa que ara ens pot semblar molt evident, perquè tenim moltes dades i hem mamat aquestes idees, però als anys seixanta quan ella ho va dir ningú no li va fer ni cas. De fet ella sempre explicava que aquell article ja l’havia intentat publicar en 14 o 15 revistes, sense cap èxit.

 

Com es va donar el cas de publicar aquest article en la mateixa revista on Margulis va fer públic el seu famós treball?

Vàrem parlar amb un dels editors de la revista fa 2 anys i el vàrem convèncer de que era bona idea reunir en un mateix volum 15 o 20 articles sobre teoria endosimbiòtica des de distints punts de vista, 50 anys després de la publicació de l’article de Lynn. El nostre és un poc rellegir eixe article original i posar-lo en context, tant del moment en el que ella ho va proposar com del recorregut que han tingut les prediccions que va fer.

 

I no només apareix al vostre article el context històric científic, sinó també el social, no?

Sí, social perquè hi ha que tindre en compte que entendre la dificultat de la recepció d’aquestes idees en els anys 60 o 70 té molt que vore amb qui era qui en l’acadèmia, qui era qui en la universitat o com es decidia que les idees circularen. I ella, a pesar de ser una catedràtica de una universitat americana sempre anava a contracorrent, era molt rebel.

I a més era dona, i això podria suposar també una falta de credibilitat, no?

Pot ser si que li va afectar negativament aquest aspecte, però sobretot el fet de ser jove. Perquè si eres joveneta i acabes d’acabar la tesi i pretens tirar un torpede en la línia de flotació de la teoria evolutiva... No perquè s’enfonsés aquesta teoria, sinó perquè pretenia ampliar-la. No obstant, el temps li ha donat la raó en bona mesura, no en tot. Va ser una persona molt capficada en la biologia, amb una voluntat molt fèrria. De fet, no a tot el món li queia bé, això també és cert, sempre va tindre eixe punt de rebel·lia, d’anar un poc contracorrent.

 

Juli, ocupes el càrrec de vicedirector de l’Institut de Biologia Integrativa de Sistemes (I2SYSBIO), un centre de recerca científica mixt de la Universitat de València i el CSIC que es va inaugurar aquest passat 6 de febrer de 2018. Quina part de la ciència es treballa en aquest centre?

El centre és una aventura conjunta entre el CSIC i la Universitat de València, que en un moment determinat pensem que convé posar-lo en marxa. Ja fa molts anys que el CSIC i la Universitat no s’havien posat d’acord en un projecte científic. Aquest gira al voltant de la biologia integrativa i de sistemes, que no és una cosa que ens estem inventant ara nosaltres. Al contrari, estem arribant un poc tard en el context internacional, donat que ja fa uns 20 anys que es va posar en marxa.

Institut de Biologia Integrativa de Sistemes, situat a Burjassot.

 

Què busca aquest institut?

Bàsicament el que busca és retornar a la idea de que la comprensió dels sistemes complexos passa per integrar coneixement de distintes disciplines i informació que ve de distintes aproximacions. O dit d’una altra manera, tu hui en dia pots agafar una cèl·lula, per exemple un bacteri, i fer el catàleg complet dels seus components químics exhaustivament, és a dir, saber tot el que composa a eixe bacteri. Des de molècules petites fins al genoma complet, les rutes metabòliques, etc. Per exemple, del paradigma de bacteri que és Escherichia coli en sabem molt, però no comprenem com funciona realment, ja que tu pots tindre la llista de components, però els uneixes i no tens com a resultat el sistema que buscaves, un bacteri en aquest cas.

Per tant, entendre eixe conjunt, eixe sistema, és el repte de la biologia de sistemes. Ja existia com a tal aquest repte en altres àrees de la biologia. Els ecòlegs ja fa molt de temps que parlen d’ecologia de sistemes i els fisiòlegs es reivindiquen com els autèntics biòlegs de sistemes, perquè estudien ja estructures molt complexes com l’aparell respiratori o la regulació hormonal a nivell de tot el cos. Però quan anem a la cèl·lula no deixa de ser molt complexa. Com explica molt bé Luís Serrano, tenim radiografiat fins al mínim detall el Mycoplasma genitalium, que és un dels microorganismes més petits que hi ha, no obstant, no entenem com funciona.

 

Llavors, la biologia de sistemes comporta pràcticament de forma inherent la necessitat de treballar en conjunt distintes àrees del coneixement, veritat?

Sí, necessàriament la biologia de sistemes ha de reunir a gent de tradicions científiques diferents i ací entra també un problema sociològic o epistemològic molt interessant: fer possible que treballen conjuntament gent que ve de distintes àrees. Per exemple de la biologia cel·lular, la bioquímica, de la microbiologia, de la genètica, gent que vinga de les ciències de la computació, de les matemàtiques, de la física teòrica, etc. És a dir, gent que estiga molt entrenada en tot el que siga manipulació de grans quantitats d’informació.

 

El que es coneix com Big Data però amb dades procedents de sistemes biològics?

Exactament. Quan parlem de Big Data solem pensar en Twitter, en Facebook o en Google, però hui en dia ja s’està donant el cas de que la Big Data més Big Data que hi ha, en quant a complexitat de gestió, són les dades biològiques. La genòmica, la proteòmica, la interactòmica... totes les òmiques estan acumulant a un ritme molt accelerat quantitats de dades de les quals pretenem obtindre comprensió. Esperem entendre millor els sistemes a partir d’aquesta acumulació de dades, perquè una cosa és la informació i una altra cosa és la comprensió. Informació en tenim, però comprensió no, i ací és on ens ha d’ajudar molt la modelització matemàtica, la computació i també la biologia teòrica, perquè per a entendre totes aquestes dades necessitem conceptes.

 

Inclús l’arquitectura de l’edifici està pensada en aquest sentit de confluència entre distintes rames científiques, veritat?

Sí, exactament. L’arquitectura està pensada per a això en diversos aspectes. Un són els laboratoris, que no tenen parets, i per tant els grups d’investigació han de conviure i han de compartir. Després tenim uns espais comuns i altres espais que estan pensats per reunir-se la gent en diferents nivells de formalitat. Tenim uns espais amb sofàs i una pissarra on es produeixen encontres totalment informals i hem comprovat que en lloc de fer un seminari convencional d’algú que ens dóna una conferència i està el públic escoltant, si fem un rogle on tothom està al mateix nivell, la participació és molt major. Passa a ser una conversa on les intervencions del conferenciant són més breus i és un nivell de informalitat suficient com per a poder entrar o abandonar la conversa més lliurement. En una aula pot ser fa més tall alçar-te i anar-te’n. No obstant, després tenim sales de reunions convencionals també. És a dir, la manera formal de reunir-se i comunicar-se està també

 

Quines són les àrees d’investigació d’aquest centre?

Hi ha una sèrie de programes que organitzen tota aquesta força conjunta de la que parlàvem abans. Un exemple és el Programa de Biologia Teòrica i Computacional o també un altre que té com a objecte principal estudiar com funcionen els patògens amb els organismes que parasiten, i aquest treballa per exemple en evolució de virus. Hi ha altres que estudien quan aquesta interacció entre organismes diferents és avantatjosa, com ara els bacteris dels nostres intestins o els que estan instal·lats dins de les cèl·lules.

Mural situat a l’entrada de l’edifici de l’Institut, realitzat per la pintora Paula Bonet.

 

Però no només treballeu en ciència bàsica, també teniu línies de recerca de ciència aplicada, no és cert?

Clar, hi ha gent que treballa en aspectes més bàsics de circuits de regulació cel·lular, en la part experimental i computacional i després hi ha un programa que està molt orientat cap a l’interés de les aplicacions industrials. Això és un aspecte que sempre s’ha de tindre en compte. No és un institut de biomedicina, tot i que podem tocar de costat algun aspecte d’interés biomèdic. Nosaltres estem molt enfocats cap al món del microorganisme com virus, bacteris o llevats, entre altres, i les possibles aplicacions tecnològiques o industrials que tenen aquests. Estudiem tant organismes que podem descobrir en la naturalesa, i que eren desconeguts fins ara, com dels que són ja de ús corrent en la indústria i volem modificar-los per a generar, per exemple, molècules d’interés.

Des de la perspectiva de sistemes es poden fer coses com l’enginyeria metabòlica. Això és estudiar el metabolisme computacionalment i fer prediccions de les modificacions que podries fer per obtindre un determinat producte.

 

Destaca en la teua trajectòria professional les nombroses publicacions de treballs de divulgació científica que has dut a terme, així com la abundant i constant organització d’esdeveniments relacionats amb la difusió del coneixement científic que realitzes. Perquè creus que és important la divulgació social de la ciència?

La major part dels esforços que es fan en recerca científica són amb recursos públics. Aquest institut seria un exemple, començant pel mateix edifici, que és propietat de la Universitat de València i és pública. Això significa que tenim un deure important de comunicar allò que estem fent i, a més, cada vegada és més explícit i ho demanen més quan fas un projecte. Jo crec que ja s’ha pres consciència, també per part de les agencies finançadores dels poders públics, de la importància que té que dediquem una part del nostre esforç i del nostre temps a difondre el que fem. I pot fer-se de distintes maneres, des de converses informals, xerrades a públic general o a escolars, fins a publicacions específiques de divulgació en revistes o llibres que tinguen aquesta orientació. La revista Mètode de la Universitat de València seria un exemple.

Després hi ha altres implementacions on jo també he tingut una certa experiència, com puga ser el documental, juntar-nos amb altres professionals que saben com visualitzar les coses cinematogràficament o en una exposició. Per tant, els canals són múltiples. Per a mi sempre ha segut una experiència gratificant, que m’ha compensat el sacrifici que pot suposar a un professor que ha de donar classe, investigar, fer gestió i que només et falta que et poses la capa de Superman. Molta gent diu: “I damunt he de fer divulgació?”, doncs sí.

 

Creus que tothom hauria de dedicar temps a la divulgació, en el món de la recerca científica?

Jo crec que no es pot demanar a tots el mateix esforç, però al menys en una xicoteta part sí que s’ha de fer. I en este sentit crec que és molt important que les institucions prenguen consciència i posen els mitjans, a través de periodistes, persones que coneixen el món de la comunicació o estudiants de comunicació, que canalitzen i catalitzen aquestes accions. Els professors i professores, de manera independent o de forma espontània ni tenen la formació ni tenen a vegades el temps per poder-ho fer. Així, si tu tens una infraestructura que genera notes de premsa o productes de difusió o divulgació de la recerca que s’està fent, això et dóna un plus molt important en la visibilitat i en el retorn a la societat que parlàvem abans. Jo crec que és una obligació.