El Código De La Vida: Jennifer Doudna, La Edición Genética Y El Futuro De La Raza Humana — Walter Isaacson / The Code Breaker: Jennifer Doudna, Gene Editing, and the Future of the Human Race by Walter Isaacson

Lo que nadie puso en duda fue la perspectiva a largo plazo de efectuar modificaciones hereditarias en los seres humanos mediante la CRISPR, las cuales harían a nuestra prole, y en general a toda nuestra descendencia, vulnerable a las infecciones víricas. Semejantes mejoras genéticas podrían suponer una alteración irreparable de la especie humana.
—Eso es cosa de ciencia ficción —aseveró Doudna.
La invención de la CRISPR y la epidemia de la COVID-19 vienen a acelerar la transición hacia la tercera gran revolución de los tiempos modernos. Este conjunto de revoluciones ha tenido como desencadenante el descubrimiento sucesivo de los tres núcleos fundamentales de nuestra existencia (el átomo, el bit y el gen), siguiendo una cadena que se puso en marcha hace ya un siglo.
Se dedicó a estudiar unas moléculas de ARN que podían copiarse a sí mismas, lo que abría la puerta a la posibilidad de que ya hubiesen comenzado a reproducirse en el guiso de la química planetaria de hace cuatro mil millones de años, antes de que el ADN ni tan siquiera existiese.
Como figura de la bioquímica dedicada a estudiar las moléculas de la vida en Berkeley, puso el foco en desentrañar la estructura de aquellas. Si se está haciendo de detective, las pistas más básicas a la hora de atar los cabos biológicos vienen de descubrir cómo los giros y plegamientos de una molécula determinan el modo en que interactúa con otras. En el caso de Doudna, esto significaba estudiar la estructura del ARN, un trabajo con ecos del que Rosalind Franklin había llevado a cabo con el ADN, del que se valieron James Watson y Francis Crick para descubrir la estructura de doble hélice del ADN en 1953. Sin ir más lejos, Watson, un personaje complejo, tuvo una gran influencia en la vida de Doudna.
En la actualidad, la CRISPR se utiliza para tratar la anemia de células falciformes, algunos tipos de cáncer y la ceguera. Y, en 2020, Doudna y los equipos que había formado comenzaron a indagar en cómo se podría detectar y destruir el coronavirus con ayuda de esta herramienta.

Me encantan los libros de Walter Isaacson. Sin embargo, es triste decirlo, su nuevo libro sobre Jennifer Doudna titulado El código de la vida realmente me dejó frustrado. Preguntándome por qué sucedió esto, prefacio que hubo una gran cantidad de ciencia, ciencia muy técnica que empantanó la historia. Ahora, me doy cuenta de la importancia de esta ciencia, particularmente cuando estamos combatiendo una pandemia, pero a veces sentí que el autor trató de sumergirse en inferir lo inteligente que era para comprender verdaderamente y competir con estos científicos e investigadores. Ciertamente no estoy diciendo que Issacson no sea un hombre brillante, pero su repetición de secciones del cuento a menudo provocó que esa horrible sensación de aburrimiento se estableciera.
La otra cosa que me molestó al final fue que no sabía nada sobre la Dra. Doudna, ganadora con su ex compañera de trabajo del Premio Nobel de Química en 2020. Su hallazgo del CRISPR-Cas9, junto con su cofundadora, Emmanuelle Marie Charpentier, abrió nuevas vías por las que la ciencia puede viajar fácilmente a un nuevo mundo «valiente», donde se mostró el ADN genéticamente modificado y donde entran en juego la biología, la química, la ingeniería y la ética. Aprendí mucho sobre la ciencia y la educación de Jennifer, pero poco sobre las mujeres. Quería que me dejaran entrar en su vida hogareña. ¿Cómo equilibró todo lo que ella hizo, la investigación, los viajes, la supervisión de muchos con las exigencias de ser esposa y madre? Echamos un vistazo breve a sus años de formación, pero quería más. ¿Cómo se relacionaba con sus hermanos y cuál era exactamente su relación con su padre? (se insinuó que había algunos problemas allí). En realidad, buscaba que lo personal fuera el motor principal del libro.
Es una historia larga, donde se presentan una plétora de científicos, estudiantes de doctorado, postdoctorados, ingenieros, etc. y no es que crea que estos hombres y mujeres no merecen sus momentos, pero tendía a nublar la narración.
Con todo, hace falta compromiso para leer este libro y tengo la sensación de que su acogida no será la que este autor ha recibido anteriormente en sus maravillosas obras. Es triste decirlo, esto no es algo que recomendaría de todo corazón y advertiría al lector que esté listo para estar a veces abrumado y necesitar una pausa en su lectura.
Tomé este libro masivo sobre Jennifer Doudna, y aunque estábamos muy interesados en parte de la historia, había partes que parecían sobrecargadas y repetitivas. Sin su formación científica, me habría perdido en algunos de los detalles, pero afortunadamente Jan pudo llenar los vacíos. Este libro atraerá a personas interesadas en la ciencia y a quienes estaban muy interesados en descubrir la ciencia detrás de la vacuna para la pandemia actual, Covid, posiblemente eliminando esta enfermedad y brindando esperanza para el futuro a través de la edición de genes. Definitivamente es un mundo nuevo y valiente que se nos presenta y los desafíos serán muchos.
CRISPR y la edición de genes apenas están comenzando. La mayoría de nosotros pasaremos incontables horas en los próximos años y décadas siguiendo los desarrollos de esta ciencia. Uno debería esperar más libros sobre ciencia genética que cualquier otro tema que cante sobre su impacto en nuestra salud y vida. No es exagerado suponer que la influencia de las ciencias genéticas podría ser más que cualquier otra revolución científica hasta ahora. Si el campo ofrece historias igualmente emocionantes e inspiradoras de los profesionales involucrados, como Doudna, Charpentier y otros en el libro, es aún mejor.
El código de la vida estará fechado en cuestión de meses. Cada día surgen mejores explicaciones de las tecnologías involucradas en revistas y periódicos populares. Las tecnologías en sí mismas se están volviendo rápidamente obsoletas, y los comentaristas reasignan la importancia de los eventos pasados por su impacto en el futuro con cada descubrimiento. Los científicos involucrados tienen décadas más de carreras, incluso si ignoramos al creciente ejército de recién llegados. Los héroes y sus asociaciones, competencias e inspiraciones probablemente aparecerán completamente diferentes con el tiempo.
En resumen, el código de la vida es una lectura rápida y de actualidad. Aquellos que lo revisen aprenderán bastante si toman el libro a las pocas semanas de su publicación. Esto es a pesar de que el libro no tiene las mejores explicaciones de CRISPR / edición de genes o con su versión preconcebida de las contribuciones de varios jugadores.
La sección más estimulante del libro es donde el autor analiza cuestiones morales y éticas con la nueva ciencia. El autor pasa por una serie de puntos que se están debatiendo en la comunidad científica. El libro no intenta ninguna respuesta, lo cual está bien. El objetivo principal es hacer pensar a los lectores, lo que se logra mediante la presentación concisa y precisa de los temas.
Una de las preocupaciones es cómo la edición de genes frustra la evolución natural. Ésta es una preocupación redundante: casi todo descubrimiento o innovación científica implica una manipulación antinatural de la naturaleza. Suponen que la naturaleza se puede mejorar. Muchos naturalistas, románticos o creyentes religiosos han debatido contra todo tipo de progreso científico durante siglos. Sin duda, la edición genética será su próxima frontera. Sin embargo, las respuestas, en la medida en que uno no esté discutiendo un daño potencial generalizado, no son necesariamente para que los rompedores de códigos las debatan o las proporcionen.
Lo mismo ocurre con las preocupaciones brevemente explicadas sobre la desigualdad y la «uniformización». La mayoría de las innovaciones científicas no benefician a toda la humanidad por igual y simultáneamente. Las soluciones están en parte con las autoridades para mitigar esos factores generadores de desigualdad y en parte acelerar la innovación al hacer que sus frutos sean menos costosos y estén más disponibles. Rara vez se ha debatido sobre la innovación frustrante como una posible solución a cualquier desigualdad.
La otra preocupación es que, si se permite, todos en el mundo pueden optar por niños con características uniformes, reduciendo así la diversidad general. Hay algo fundamentalmente paternalista y erróneo si los científicos sienten que la gente no debería tener otra opción. Más importante aún, la gente es tan diversa que es difícil esperar que todos opten por la misma opción en casi cualquier parámetro. Además, si todo el mundo quiere optar por una solución, digamos optar por eliminar todas las enfermedades, ¿por qué un puñado de científicos debería resistirse a eso en nombre de la uniformización?
La mutación genética está plagada de riesgos imprevisibles. Es una ciencia que requiere un desarrollo basado en reglas para asegurar que la sociedad no termine pagando en forma de tragedias humanitarias masivas por las modificaciones excesivamente entusiastas de algunos científicos locos o malos actores. Los científicos deben revisar la lista de debate para asegurarse de que se enfocan en los problemas correctos en lugar de confundirse con una amplia gama que desvía su atención de las cosas que deberían estar resolviendo.

Si se hubiese criado en cualquier otra parte de Estados Unidos, Jennifer Doudna se habría considerado una chica más. Sin embargo, en Hilo, una antigua ciudad de la región tachonada de volcanes conocida como la Isla Grande de Hawái, el hecho de ser rubia, con los ojos azules y larguirucha la hacía sentir, como recordaría más tarde, «un bicho raro». Los otros niños se burlaban de ella, sobre todo los chicos, porque, a diferencia de ellos, tenía vello en los brazos. La llamaban haole, un término que, aunque no es tan malo como pueda sonar, a menudo se utilizaba para denominar de forma peyorativa a quienes no eran nativos.
Se sentía tan marginada que llegó a tener problemas para comer. «Tenía todo tipo de trastornos digestivos, los cuales, como comprendí más tarde, se debían al estrés. Los chicos se metían conmigo cada día.» Se refugiaba en los libros y desarrolló una barrera defensiva. «Nadie podrá alcanzar nunca esa parte de mí que solo está en mi interior», se decía a sí misma.
Como muchas otras personas que en algún momento de la vida se han sentido extrañas, desarrolló una curiosidad sin límite por el lugar de los seres humanos en el universo. «Durante mi etapa formativa, trataba de determinar quién era yo en el mundo y cómo encajar en él de alguna manera»…
En un sentido más amplio, su carrera quedaría marcada por el momento en que comprendió haber estado en lo cierto cuando se había encontrado por primera vez con La doble hélice James D. Watson.
Los descubrimientos, tanto de Mendel como de estos científicos Darwin…, llevaron a la idea de la unidad de la herencia, lo que un botánico danés llamado Wilhelm Johannsen denominó «gen» en 1905. Al parecer, consistiría en un tipo de molécula con la capacidad de codificar pequeñas porciones de información hereditaria. En las décadas siguientes, los científicos se dedicarían a estudiar concienzudamente las células vivas, para tratar de determinar de qué molécula podría tratarse.
En la década de 1950, tuvieron lugar dos revoluciones. Los matemáticos, entre ellos Claude Shannon y Alan Turing, demostraron que cualquier tipo de información se puede codificar en un sistema de dígitos binarios, los bits, lo que a su vez generó una revolución digital, que pudo materializarse gracias a unos circuitos con sistemas de conmutación de apagado y encendido que servían como procesadores. Al mismo tiempo, Watson y Crick, junto con otros, descubrieron el modo en que las instrucciones para la formación de cualquier clase de célula presente en cualquier forma de vida estaban codificadas en unas secuencias de ADN conformadas por la combinación de cuatro letras. Así nacía una era de la información con base en los códigos digitales (01001101110011…) y los códigos genéticos (ACTGGTAGATTACA…). El curso de la historia se acelera cuando dos afluentes convergen.

En 1986, mientras Doudna aún se encontraba trabajando en el laboratorio de Jack Szostak, se fraguaba una colaboración científica internacional de gran magnitud. Se llamaba el Proyecto Genoma Humano y tenía como objetivo descifrar la secuencia de los tres mil millones de pares de bases en nuestro ADN, así como cartografiar los más de veinte mil genes que codificaban.
Una de las muchas raíces que tuvo el Proyecto Genoma Humano involucraba al héroe de la infancia de la propia Doudna, James Watson, así como a su hijo Rufus. El provocador autor de La doble hélice dirigía entonces el Cold Spring Harbor Laboratory, un paraíso de investigaciones y seminarios sobre biomedicina en un campus arbolado de algo menos de quinientos mil metros cuadrados en la orilla norte de Long Island.
Cuando el Proyecto Genoma Humano estaba en marcha, se veía al ARN como una molécula mensajera que llevaba las instrucciones del ADN y que estaba anidada en el núcleo de las células. El pequeño segmento de ADN que codifica un gen se transcribe en un fragmento de ARN, el cual se desplaza a la región de producción de la célula.
Ahí, ese «ARN mensajero» facilita el montaje de la secuencia de aminoácidos apropiada para obtener una proteína específica.
Estas proteínas pueden ser de muchos tipos, por ejemplo las proteínas fibrosas que forman estructuras como las células de los huesos, los tejidos, los músculos, los cabellos, las uñas, los tendones o la piel. También están las proteínas de membrana, que retransmiten señales dentro de las células. Y, por encima de todas, el tipo de proteína más fascinante, las «enzimas», que actúan como catalizadoras. Son las encargadas de desencadenar, acelerar y ajustar las reacciones químicas que llevan a cabo en todos los seres vivos. Casi cualquier acción que ocurra en una célula debe catalizarse por una enzima.
Doudna se dio cuenta de que debía aprender más sobre biología estructural si quería entender de verdad cómo las moléculas de ARN podían llegar a reproducirse a sí mismas.

El estudio de la estructura del ARN que Doudna estaba llevando a cabo la condujo a un campo que, con el tiempo, llegaría a ser relevante en su carrera de forma repentina, el de los virus. En particular, le interesaba el modo en que el ARN habilitaba a algunos virus, como los coronavirus, para tomar el control de la maquinaria encargada de la producción de proteínas de una célula. Durante su primer semestre en Berkeley, en el otoño de 2002, se originó en China un brote de un virus que causaba síndrome respiratorio agudo grave, el SARS. Existen muchos virus compuestos de ADN, pero el del SARS era un coronavirus que, en su lugar, contenía ARN. Cuando desapareció, tras dieciocho meses, había matado a cerca de ochocientas personas en todo el mundo. Se le dio el nombre oficial de SARS-CoV. En 2020, se le ha tenido que rebautizar como SARS-CoV-1.
Doudna también comenzó a interesarse por un fenómeno conocido como interferencia de ARN. En general, los genes codificados por el ADN en las células envían el ARN mensajero para dirigir la formación de una proteína. La interferencia de ARN hace justo lo que dice su nombre en el proceso, unas pequeñas moléculas encuentran el modo de inmiscuirse en el ARN mensajero.
La interferencia de ARN se descubrió en la década de 1990, en parte gracias a unos investigadores que buscaban intensificar el violeta de las petunias, a base de darle un poco de vida a los genes del color de las flores.
En la era de los coronavirus, la interferencia del ARN aún puede desempeñar otro papel más. A lo largo de la historia de la vida en nuestro planeta, algunos organismos (aunque no humanos) han evolucionado de modo que se valen de la interferencia de ARN para deshacerse de los virus. Tal y como Doudna escribió en una publicación especializada en 2013, los investigadores esperaban hallar alternativas para utilizar la interferencia de ARN para proteger a los seres humanos de las infecciones.

El primer investigador que elucidó la función de aquellas secuencias repetidas fue Francisco Mojica, un estudiante de posgrado de la Universidad de Alicante. En 1990, comenzó un trabajo de doctorado sobre las arqueas, que, al igual que las bacterias, son organismos unicelulares sin un núcleo. La arquea a cuyo estudio él se dedicaba prospera en unas salinas marítimas diez veces más saladas que el océano. Se encontraba secuenciando aquellas regiones que, según su idea, podrían explicar esa afición a la sal, cuando detectó catorce secuencias idénticas de ADN, repetidas en intervalos regulares. Parecían palíndromos, es decir, se leían igual en ambos sentidos.
Mojica había mantenido correspondencia con Ruud Jansen, de la Universidad de Utrecht, que estudiaba estas secuencias en la bacteria de la tuberculosis. Las había llamado «repeticiones directas», pero estuvo de acuerdo en que era necesario ponerles un nombre más apropiado. Una tarde, Mojica conducía del laboratorio hasta su casa, cuando se le ocurrió el nombre de CRISPR (leído «crísper»), por las siglas en inglés de «repeticiones palindrómicas cortas agrupadas y regularmente interespaciadas». Aunque se trate de un término quizá algo tosco e imposible de recordar, las siglas CRISPR eran, sin duda, nítidas y pegadizas. No sonaba intimidante, sino familiar, y esa «e» pronunciada pero no escrita le daba un lustre futurista. Cuando llegó a casa, le preguntó a su mujer qué le parecía. «Me parece un nombre genial para un perro —dijo ella—. “¡Crísper! ¡Crísper!, ¡ven, pequeñín!”.» Él se rio y concluyó que podría funcionar.
El 21 de noviembre de 2001, el nombre quedó consagrado en un correo electrónico que Jansen envió a Mojica en respuesta a su sugerencia.
Lo que Mojica había hallado era todo un frente de batalla en la guerra más antigua, descomunal y atroz de la historia de este planeta, la que enfrentaba a las bacterias y a sus atacantes, los virus conocidos como «bacteriófagos» o «fagos». Se trata de la categoría más amplia de virus que existe en la naturaleza. Por supuesto, los virus fagos son la entidad biológica más abundante de la Tierra. Hay hasta 1031, un billón de fagos por cada grano de arena, superiores en número a todos los organismos juntos, incluidas las bacterias. En un milímetro cuadrado de agua marina puede haber hasta novecientos millones de estos virus.

El camino hacia la manipulación de los genes humanos comenzó en 1972, cuando el profesor Paul Berg, de Stanford, descubrió un modo de extraer una porción de ADN de un virus que se encontraba en los monos y ensamblarlo con el ADN de otro virus completamente diferente. Y ¡abracadabra! Había creado lo que dio en llamar «ADN recombinante». Herbert Boyer y Stanley Cohen hallaron modos más eficientes de producir estos genes artificiales y luego clonar millones de copias. Así fue como se puso en marcha la ingeniería genética y, claro, el negocio de la biotecnología.
Aún se tardaron otros quince años para que los científicos empezaran a administrar ADN alterado en células de seres humanos. El objetivo era algo parecido a la creación de medicamentos. No se trataba de un intento de cambiar el ADN del paciente, es decir, no era un ejercicio de «edición» genética. En su lugar, la terapia génica consistía en administrar en las células del paciente una cierta cantidad de ADN manipulado para contrarrestar al gen defectuoso que hubiese causado la enfermedad que se iba a tratar.
El primer ensayo data de 1990 y se realizó sobre una niña de cuatro años con una mutación genética que le dejaba inutilizado el sistema inmune, exponiéndola a todo tipo de posibles infecciones.
Un artículo de junio de 2012 de Doudna y Charpentier disparó una febril carrera contrarreloj en los laboratorios de todo el mundo, incluido el de Doudna, para demostrar que el sistema CRISPR-Cas9 podía funcionar en células humanas, una meta a la que se llegó desde cinco lugares en unos seis meses. Este éxito acelerado podría entenderse como una prueba de que lograr este objetivo constituía un paso fácil y obvio que no se podía considerar como una invención aparte, tal y como Doudna y sus colegas argumentarían más tarde; o también, como han hecho los competidores de Doudna, como una prueba de que se trataba de un paso creativo de gran calado que se dio en el contexto de una carrera marcada por una competición feroz.
De la respuesta a la pregunta penden patentes y premios.

En Estados Unidos, las patentes de los profesores de investigación sobre sus propios inventos se asignan, en general, a la institución académica en la que trabajen, Berkeley en el caso de Doudna, aunque mantienen una considerable capacidad de decisión sobre las concesiones y reciben una parte (un tercio, en la mayoría de las universidades) de la rentabilidad. Sin embargo, en Suecia, que era donde Charpentier estaba entonces establecida, las patentes van directamente al inventor. Así que la solicitud de Doudna hubo de ser presentada en conjunto por Berkeley, Charpentier y la Universidad de Viena, esta última por Chylinski. Poco después de las siete de la mañana del 25 de mayo de 2012, cuando el artículo para Science estaba ya casi terminado, presentaron una solicitud provisional de la patente, abonando mediante tarjeta de crédito ciento cincuenta y cinco dólares por la gestión. No se les ocurrió gastar un poco más para acelerar el proceso de solicitud.
El documento, de ciento sesenta y ocho páginas, en el que se incluían una serie de diagramas y datos experimentales, contenía la descripción de CRISPR-Cas9, y en él se requerían los derechos sobre hasta ciento veinticuatro modos en que el sistema podía llegar a utilizarse. Todos los datos de la solicitud provenían de experimentos realizados con bacterias. No obstante, se mencionaban métodos de administración que podían funcionar en células humanas, por lo que se sostenía que la patente debía cubrir el uso de las CRISPR como herramienta de edición para cualquier forma de vida.
La oficina de patentes decidió conceder la patente a Zhang el 15 de abril de 2014, a pesar de que la solicitud de Doudna aún estaba en revisión.
Hizo falta todo un año para la interposición de todos los informes, declaraciones y resoluciones, tras lo cual se dispuso una audiencia, en diciembre de 2016, ante el ya mencionado jurado de tres miembros, en la Oficina de Patentes y Marcas Registradas de Alexandria, en Virginia.
En Europa, al principio también se dio una situación similar: se concedió a Doudna y a Charpentier una patente y después se le dio otra a Zhang. Sin embargo, en ese punto, salió a relucir de nuevo la disputa de este con Marraffini. Después de que se revisasen las patentes del investigador del Broad y de que se eliminase el nombre de su antiguo colaborador, el tribunal de patentes europeo dictaminó que aquel no podía invocar la fecha de la solicitud inicial como «fecha de prioridad». El resultado fue que se consideró que otras solicitudes gozaban de una fecha de prioridad anterior, de manera que el tribunal derogó la patente de Zhang. «La patente europea de Feng se anuló por el modo en que él me dejó fuera», sostiene Marraffini. En 2020, Doudna y Charpentier también habían conseguido la titularidad de las patentes más importantes en Gran Bretaña, China, Japón, Australia, Nueva Zelanda y México.
¿Han valido la pena todas estas batallas por las patentes? ¿Habría sido mejor que Doudna y Zhang llegasen a un acuerdo en lugar de enfrentarse en los tribunales? Con mirada retrospectiva, así lo cree el socio de Doudna, Andy May.
—Nos habríamos ahorrado un montón de tiempo y de dinero en disputas legales si hubiésemos sido capaces de unirnos.

La posibilidad de que las CRISPR cayesen en manos de hackers, de terroristas o de enemigos extranjeros empezó a preocupar a Doudna, que expresó estas preocupaciones en un congreso celebrado en 2014. En él, un investigador describió el modo en que podría modificarse un virus para introducir en los ratones componentes CRISPR que les provocarían cáncer de pulmón mediante la edición de un gen. Sintió un escalofrío de pies a cabeza. Algún pequeño retoque o un error en el procedimiento podrían hacer que funcionase fácilmente en los pulmones humanos. En otro congreso, un año después, interpeló a un estudiante de doctorado que había copublicado un artículo junto con Feng Zhang en el que describían un experimento CRISPR similar que había ocasionado cáncer en los ratones. Estas y otras experiencias la llevaron a sumarse a una iniciativa financiada por el Departamento de Defensa de Estados Unidos enfocada a evitar el uso indebido de las técnicas CRISPR.
El 26 de febrero de 2020, en el mismo momento en que la plaga de la COVID-19 empezaba a prender en Estados Unidos, un grupo de generales del ejército, funcionarios del Departamento de Defensa y ejecutivos de empresas biotecnológicas desfilaron por delante de una imponente estatua de Albert Einstein sentado que está camino de una sala en la planta baja del majestuoso edificio de mármol que alberga la sede central de la Academia Nacional de Ciencias en Washington, D. C. Estaban allí para asistir al congreso «La Biorevolución y sus Implicaciones en el Potencial de Combate del Ejército», patrocinado por el programa de investigación y tecnología militar. Entre la cincuentena de participantes, había algunos científicos distinguidos, en particular George Church, así como una anomalía: Josiah Zayner. Hacia el final del encuentro, Zayner quedó gratamente sorprendido por los deseos de los funcionarios de enrolar a la comunidad hacker en el proyecto de desplegar las CRISPR para combatir las pandemias y proteger a los soldados.

Durante décadas, la idea de crear humanos genéticamente modificados estuvo circunscrita al ámbito de la ciencia ficción. Tres obras clásicas de la literatura advertían de lo que podría pasar si les arrebatábamos ese fuego a los dioses. Frankenstein, o el moderno Prometeo, la novela de Mary Shelley, de 1818, es una fábula sobre un científico que crea una criatura humanoide. En La máquina del tiempo, de H. G. Wells, que se publicó en 1895, el viajero descubre que en el futuro los humanos han evolucionado hacia dos especies distintas: la clase ociosa de los eloi y la clase obrera de los morlocks. En Un mundo feliz, publicada en 1932, Aldous Huxley describe un futuro distópico similar en el que la modificación genética da lugar a una élite de líderes con características intelectuales y físicas mejoradas.
La idea de modificar seres humanos saltó del ámbito de la ciencia ficción al de la ciencia en la década de 1960. Los investigadores averiguaron la función que desempeñaban algunas secuencias de nuestro ADN y empezaron a descifrar el código genético. Cuando se descubrió cómo cortar y pegar ADN de distintos organismos, el campo de la ingeniería genética dio sus primeros pasos.
La primera reacción ante estos avances, en particular entre los científicos, fue un optimismo que rayaba en hibris. «Nos hemos convertido en los Prometeos de nuestro tiempo —declaró el biólogo Robert Sinsheimer, sin dar muestra alguna de haber comprendido el mito griego—. Pronto tendremos el poder de alterar de forma deliberada nuestra herencia, nuestra propia naturaleza.» Sinsheimer hizo caso omiso de los que consideraban turbadora esta perspectiva. Dado que las decisiones en relación con nuestro futuro genético estarían guiadas por decisiones individuales, argumentaba, esta nueva eugenesia distaría en términos morales de la desacreditada eugenesia de la primera mitad del siglo XX: «Tendríamos la posibilidad de crear genes nuevos y atributos nuevos con los que aún ni soñamos —afirmaba exultante—. Es un acontecimiento descomunal».
La tecnología de edición genética tenía un poder enorme para hacer el bien, pero la perspectiva de usarla para producir en los humanos alteraciones que heredarían todas las generaciones futuras era inquietante. «¿Hemos creado las herramientas para unos futuros Frankenstein?», se preguntaba. O, peor aún, ¿tal vez sería la herramienta para unos futuros Hitler?…
En Rusia no existía ninguna ley que impidiera el uso de la edición genética en humanos y, en 2017, el presidente Vladímir Putin alabó el potencial de las CRISPR. En un festival juvenil celebrado ese año, habló de los peligros y beneficios de la creación de humanos genéticamente diseñados, como, por ejemplo, supersoldados: «El ser humano tiene la oportunidad de introducirse en el código genético creado por la naturaleza o, como dirían las personas religiosas, por Dios —dijo—. Cabe imaginar que los científicos podrían crear un individuo con los rasgos deseados. Este podría ser un genio matemático, un músico excepcional, pero también podría ser un soldado, una persona capaz de combatir sin miedo ni compasión, ni piedad ni dolor».
En China las políticas eran más restrictivas, o al menos eso parecía. Pese a que no contaban con leyes claras que prohibiesen de manera explícita la edición genética heredable de embriones humanos, había numerosas regulaciones y directrices que la evitaban (o creían evitarla).

Cuando He Jiankui dio vida a los primeros bebés CRISPR del mundo, con el propósito de hacer que tanto ellos como su descendencia fuesen inmunes al ataque de un virus mortal, la mayoría de los científicos serios expresó su indignación. Se consideró una iniciativa prematura, en el mejor de los casos, y, en el peor, aborrecible. Sin embargo, como consecuencia de la pandemia de coronavirus de 2020, la idea de editar nuestros propios genes para hacernos inmunes a los ataques víricos comenzó a despertar mucha menos indignación y a resultar mucho más atractiva. De este modo, las llamadas a aplazar la edición genética de la línea germinal humana se desvanecieron. Como el desarrollo del sistema de inmunidad frente a los virus había llevado a las bacterias miles de años de evolución, quizá los seres humanos debíamos acudir al ingenio para buscar el mismo resultado.
Si pudiésemos editar los genes de forma segura para hacer que nuestra descendencia sea menos propensa al VIH o a los coronavirus, ¿sería un error hacerlo? ¿O el error sería, más bien, no hacerlo?…
Otra razón que nos puede hacer sentir incómodos con la gestión de nuestra propia evolución y el diseño de nuestros bebés es el hecho de que estaríamos «jugando a ser Dios». Igual que Prometeo cuando robó el fuego, estaríamos usurpando un poder que, de manera muy apropiada, está por encima de nosotros. Al hacerlo, perdemos cierta noción de humildad con respecto a nuestro lugar en la creación.
La reticencia a jugar a ser Dios también puede entenderse desde una perspectiva laica. Como un teólogo católico dijo en una ocasión, en una charla en la Academia Nacional de Medicina: «Un noventa y nueve por ciento de las veces que alguien dice que no debemos jugar a ser Dios, doy por hecho que esa persona es atea». El argumento puede reducirse, sin más, a que no deberíamos dejarnos llevar por la soberbia y atribuirnos la tarea de manosear en las fantásticas, misteriosas, delicadas, entretejidas y hermosas fuerzas de la naturaleza.

La razón por la que las CRISPR son el descubrimiento más importante desde la estructura del ADN —dice a Doudna— es que no solo describen el mundo, como hicimos nosotros con la doble hélice, sino que hacen que sea fácil cambiarlo.

Usar las CRISPR como herramienta diagnóstica parecía un digno empeño, pero no especialmente emocionante. No concentraba tanto interés como el uso de las CRISPR para tratar enfermedades o editar los genes humanos. Sin embargo, a principios de 2020, el mundo cambió de repente. La capacidad de detectar con rapidez un virus atacante pasó a ser decisiva. Y la mejor forma de hacerlo de un modo más rápido y barato que con los test PCR convencionales, que requerían de muchas mezclas y ciclos de temperatura, era desplegar esas enzimas guiadas por ARN y programadas para detectar el material genético del virus; en otras palabras, adaptar el sistema CRISPR que las bacterias llevaban millones de años desplegando.
El desarrollo de kits de testeo de uso doméstico tiene cierto impacto potencial más allá de la lucha contra la COVID-19: llevar la biología a los hogares, de la misma forma que en la década de 1970 los ordenadores personales introdujeron los productos y servicios digitales —y un conocimiento de los microchips y el código de software— en la vida cotidiana y la conciencia de las personas.
Los ordenadores personales, y más tarde los smartphones, se convirtieron en las plataformas sobre las que oleadas de innovadores podían diseñar sus ingeniosos productos, y ayudaron además a convertir la revolución digital en algo «personal», lo que llevó a la gente a desarrollar cierta comprensión de la tecnología.

El año de la peste de 2020 será recordado, seguramente, como el momento en que las vacunas genéticas empezaron a reemplazar a las vacunas tradicionales. En lugar de inocular en las personas una versión atenuada o incompleta de un virus peligroso, estas nuevas vacunas administran un gen o un fragmento de código genético que incita a las células humanas a producir, por su cuenta, componentes del virus. El objetivo es que sean estos componentes los que estimulen el sistema inmunitario del paciente.
Un método para conseguirlo consiste en coger un virus inofensivo e introducir en él un gen que produzca el componente buscado. Como hemos descubierto ya, a los virus se les da muy bien eso de colarse en las células humanas, de ahí que se puedan emplear virus inofensivos como sistemas de entrega, o vectores, con los que transportar el material al interior de las células de los pacientes.
Este procedimiento produjo una de las primeras candidatas a vacuna anti-COVID-19, que se desarrolló en el Instituto Jenner (un nombre muy apropiado) de la Universidad de Oxford. Allí los científicos modificaron genéticamente un virus inofensivo —un adenovirus que causa la gripe en chimpancés— introduciendo en él el gen que produce la proteína de la espícula del coronavirus.
Hay otra manera de introducir material genético en una célula humana y llevarla a producir los componentes de un virus capaz de estimular el sistema inmunitario. En lugar de insertar el gen de dicho componente en un virus mediante ingeniería genética, se puede inyectar directamente el código genético del componente —en forma de ADN o de ARN— en las células humanas. De este modo, las células se convierten en una planta de producción de vacunas.
Comencemos por las vacunas de ADN. Si bien antes de la epidemia de la COVID-19 no se había aprobado ninguna vacuna de ADN, la idea sonaba prometedora. Los investigadores de Inovio Pharmaceuticals y algunas otras empresas crearon en 2020 un pequeño círculo de ADN que codificaba para ciertas partes de la proteína espicular del coronavirus. La idea era que, si conseguía entrar en el núcleo de una célula, el ADN podría producir a destajo un sinfín de cadenas de ARN mensajero que procederían a supervisar la producción de estas proteínas que más tarde servirían para estimular el sistema inmunitario. El ADN es barato de producir y no hace falta manipular virus vivos ni incubarlos en huevos de gallina.

La vacuna que se estaba probando en mi ensayo clínico saca partido de la función más básica del ARN en el dogma central de la biología: ejercer de mensajero (ARNm) trasladando las instrucciones genéticas del ADN, atrincherado en el núcleo de una célula, hacia la región productora de la célula, donde ordena qué proteína fabricar. En el caso de la vacuna anti-COVID-19, este ARNm indica a la célula que fabrique una parte de la proteína espicular presente en la superficie del coronavirus.
Las vacunas de ARN trasladan su carga útil en el interior de unas diminutas cápsulas aceitosas, llamadas «nanopartículas lípidas», que se inyectan por medio de una larga jeringa en los músculos del brazo. El mío me dolió durante días.
Una vacuna de ARN presenta ciertas ventajas frente a otra de ADN. La más señalada es que el ARN no necesita meterse en el núcleo de la célula, donde el ADN tiene su sede central. El ARN desarrolla su labor en la región exterior de la célula, en el citoplasma, que es donde se fabrican las proteínas. Así, una vacuna de ARN no necesita más que depositar su carga en esta región exterior.

La concesión del Premio Nobel de Química de 2020 a Doudna y Charpentier no fue una completa sorpresa, pero el reconocimiento llegó con una prontitud histórica. El descubrimiento de las CRISPR se había producido apenas ocho años antes. El día anterior, sir Roger Penrose había recibido el Premio Nobel de Física compartido por un descubrimiento en torno a los agujeros negros que había hecho más de cincuenta años antes. Y flotaba también la sensación de que ese premio de química era histórico. Más que limitarse a reconocer un logro, daba la impresión de que anunciaba el advenimiento de una nueva era. «El premio de este año abre la posibilidad de reescribir el código de la vida —proclamó el secretario general de la Academia Sueca al hacer el anuncio—. Estas tijeras genéticas han llevado a las ciencias de la vida a entrar en una nueva época.

La sensación de urgencia provocada por la COVID-19 eliminó también el papel de guardián que ejercían las revistas científicas caras, de revisión por pares y con un sistema de pago por contenidos, como, por ejemplo, Science y Nature. En lugar de esperar durante meses a que los editores y revisores decidiesen si publicar o no un artículo, en el punto culminante de la crisis del coronavirus los investigadores llegaron a colgar más de cien artículos al día en servidores de prepublicación como medRvix y bioRvix, que eran gratuitos, de libre acceso y solo requerían un mínimo proceso de revisión. Esto permitió que la información se compartiese en tiempo real, sin limitaciones, y hasta que se diseccionara en las redes sociales. Pese al peligro potencial de difundir investigaciones sin revisarlas antes a fondo, esta divulgación rápida y libre fue beneficiosa, pues aceleró el proceso de trabajo a partir de cada nuevo hallazgo y permitió que el público siguiera el progreso de la ciencia mientras este se producía. En el caso de algunos artículos importantes en relación con el coronavirus, la publicación en estos servidores llevó a una recogida en colaboración de revisiones y enseñanzas por parte de expertos de todo el mundo.
La mayoría de nosotros tendremos algún día en nuestra casa equipos de detección que nos permitirán controlar la presencia de virus y muchas otras enfermedades. Y llevaremos encima dispositivos con nanoporos y transistores moleculares que harán un seguimiento de todas nuestras funciones biológicas y que compartirán la información en red para crear un biomapa global donde seguir en tiempo real la propagación de las amenazas biológicas. Todo esto ha hecho de la biología un campo de estudio aún más apasionante; en agosto de 2020, aumentaron un 17 por ciento con respecto al año anterior las solicitudes para entrar en las facultades de Medicina.
El mundo académico se transformará también, y no solo por el auge de las clases online. En lugar de levantar torres de marfil, las universidades se embarcarán en la resolución de problemas del mundo real. Proyectos que serán interdisciplinares y que derribarán los reductos académicos y los muros entre laboratorios, tradicionales feudos independientes que defienden ferozmente su autonomía. Combatir el coronavirus requería de la colaboración entre disciplinas.
Sin embargo, hay un aspecto fundamental de la ciencia que no cambiará. Ha habido siempre una colaboración entre generaciones, de Darwin y Mendel a Watson y Crick, a Doudna y Charpentier.
—Al final, son los descubrimientos los que permanecen —dice Charpentier—. Nosotros solo estamos de paso por este planeta. Hacemos nuestro trabajo, y luego nos marchamos y otros nos relevan.
Todos los científicos afirman que su principal motivación no es el dinero, ni siquiera la gloria, sino la posibilidad de resolver los misterios de la naturaleza y utilizar esos descubrimientos para hacer del mundo un lugar mejor. Les creo. Y creo también que ese es quizá uno de los legados más importantes de la pandemia: recordar a los científicos la nobleza de su misión, así como infundir estos valores en una generación de alumnos que, cuando se planteen sus carreras, tal vez tiendan más a apostar por la investigación científica ahora que han visto lo fascinante e importante que esta puede ser.

Libros del autor comentados en el blog:

https://weedjee.wordpress.com/2014/02/04/steve-jobs-walter-isaacson/

https://weedjee.wordpress.com/2015/04/22/los-innovadoreslos-genios-que-inventaron-el-futuro-walter-isaacson/

https://weedjee.wordpress.com/2017/01/10/einstein-su-vida-y-su-universo-walter-isaacson/

https://weedjee.wordpress.com/2019/08/25/lecciones-de-liderazgo-de-steve-jobs-walter-isaacson-the-real-leadership-lessons-of-steve-jobs-by-walter-isaacson/

https://weedjee.wordpress.com/2019/12/29/leonardo-da-vinci-la-biografia-walter-isaacson-leonardo-da-vinci-by-walter-isaacson/

https://weedjee.wordpress.com/2021/07/11/el-codigo-de-la-vida-jennifer-doudna-la-edicion-genetica-y-el-futuro-de-la-raza-humana-walter-isaacson-the-code-breaker-jennifer-doudna-gene-editing-and-the-future-of-the-human-race-b/

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What no one questioned was the long-term prospect of making heritable modifications in humans through CRISPR, which would make our offspring, and in general all our offspring, vulnerable to viral infections. Such genetic improvements could lead to an irreparable alteration of the human species.
«That’s science fiction stuff,» Doudna said.
The invention of CRISPR and the COVID-19 epidemic accelerate the transition to the third great revolution of modern times. This set of revolutions has been triggered by the successive discovery of the three fundamental nuclei of our existence (the atom, the bit and the gene), following a chain that began a century ago.
He set about studying RNA molecules that could copy themselves, opening the door to the possibility that they had already begun to reproduce in the stew of planetary chemistry four billion years ago, before DNA it didn’t even exist.
As a biochemist dedicated to studying the molecules of life at Berkeley, she focused on unraveling their structure. If she’s playing detective, the most basic clues to connecting the biological loose ends come from discovering how the twists and turns of a molecule determine how it interacts with others. In Doudna’s case, this meant studying the structure of RNA, echoing work that Rosalind Franklin had done with DNA, used by James Watson and Francis Crick to discover the double helix structure of DNA in 1953. Without going any further, Watson, a complex character, had a great influence on Doudna’s life.
Currently, CRISPR is used to treat sickle cell anemia, some types of cancer, and blindness. And, in 2020, Doudna and the teams she had formed began to investigate how the coronavirus could be detected and destroyed with the help of this tool.

I love books by Walter Isaacson. However, sad to say, his new book on Jennifer Doudna entitled The Code Breaker really left me feeling disappointed and let down. Wondering why this was, I will preface this that there was a huge amount of science, very technical science which did bog down the story. Now, I do realize the importance of this science particularly as we are combating a pandemic, but at times I felt the author tried to immerse himself inferring how smart he was to truly understand and compete with these scientists and researchers. I certainly am not saying that Issacson is not a brilliant man, but his repetition of sections of the tale often made for that horrid sense of boredom to set in.
The other thing that annoyed me by the end was that I knew nothing about Dr Doudna, a winner with her former coworker of the Nobel Prize in chemistry in 2020. Her finding of the CRISPR-Cas9 , along with its cofounder, Emmanuelle Marie Charpentier, opened up brand-new avenues that science can readily travel into a «brave» new world, one where genetically modified DNA was shown and where both the biology, chemistry, engineering, and ethics come into play. I learned much about the science and Jennifer’s education, but little of the women. I wanted to be let in on her home life. How did he balance all she did, the research, the traveling, the supervision of many with the demands of being a wife and a mother? We got a brief look into her formative years but I wanted more. How did she relate to her siblings and what exactly was her relationship with her father? (it was hinted at that there were some issues there) In reality, I was looking for the personal to be the main thrust of the book.
It’s a long story, where a plethora of scientists, doctoral students, post-doctoral candidates, engineers and so forth are presented and it’s not that I think these men and women do not deserve their moments, but it tended to cloudy up the telling.
In all, it takes commitment to read this book and I have a feeling that its reception will not be the one that this author has received previously in his wonderful works. Sad to say, this is not something I would heartily recommend and one I would caution the reader to be ready to be at times overwhelmed and needing a pause in its reading.
I took on this massive book about Jennifer Doudna, and while we were very interested in some of the story, there were parts that seemed overloaded and repetitive. Without her science background, I would have been lost in some of the detail, but thankfully Jan was able to fill in the gaps. This book will attract people who are interested in science and those who were very interested in discovering the science behind the vaccine for today’s pandemic, Covid, possibly eliminating this disease and providing hope for the future through gene editing. It is definitely a brave new world being thrust upon us and the challenges will be many.
CRISPR and gene editing are barely getting started. Most of us will spend countless hours in coming years and decades following this science’s developments. One should expect more books on genetic science than any other subjects singing peans of its impact on our health and life. It is not an exaggeration to suppose that genetic sciences’ influence could be more than any other scientific revolutions so far. If the field offers equally exciting and inspirational stories of the professionals involved, like Doudna, Charpentier, and others in the book, it is even better.
The Code Breaker will be dated in a matter of months. Better explanations of the technologies involved are emerging every day in popular magazines and newspapers. The technologies themselves are becoming rapidly outdated, with the commentators re-assigning past events’ importance for their impact on the future with each discovery. The scientists involved have decades more of careers even if we ignore the ballooning army of newcomers. The heroes and their associations, competitions, inspirations will likely appear utterly different over time.
In all, The Code Breaker is a topical, quick read. Those who go through it will learn quite a lot if they pick up the book within weeks of publication. This is despite the book not having the best explanations of CRISPR/gene editing or with its pre-conceived take on various players’ contributions.
The book’s most thought-provoking section is where the author discusses moral and ethical issues with the new science. The author goes through a host of points that are being debated in the scientific community. The book does not attempt any answers, which is fine. The primary purpose is to make the readers think, which it does well through the concise and precise presentation of the issues.
One of the concerns is how gene editing thwarts natural evolution. This is a redundant concern: almost every scientific discovery or innovation involves unnatural manipulation of nature. They presuppose that nature can be improved. Many naturalists, romantics, or religion-believers have debated against all types of scientific progress for centuries. Gene editing is undoubtedly going to be their next frontier. However, the answers – to the extent one is not discussing widespread potential damage – are not necessarily for the Code Breakers to debate or provide.
The same goes for the briefly explained concerns on inequality and «uniformization». Most scientific innovations do not benefit the entire swathe of humanity equally and simultaneously. The solutions are partly with the authorities to mitigate those inequality generating factors and partly speed up the innovation by making its fruits less expensive and more widely available. Stymieing innovation has rarely been debated as a potential solution to any inequality.
The other concern that if allowed, everyone in the world may opt for children with uniform characteristics, hence reducing overall diversity. There is something fundamentally paternalistic and wrong if scientists feel that people should not have a choice. More importantly, the people are so diverse that it is difficult to expect everyone to go for the same option on almost any parameter. Plus, if everyone in the world wants to go for one solution – let’s say to opt for removing all diseases – why should a handful of scientists resist that in the name of uniformization?
Genetic mutation is fraught with unforeseeable risks. It is a science that requires rule-based development to ensure that society does not end up paying in the form of massive humanitarian tragedies for the overzealous modifications of some mad scientists or bad actors. Scientists need to go through the debate list to ensure they focus on the right problems rather than get muddled on a vast array that takes their attention away from things they should be solving for.

Had she been raised in any other part of the United States, Jennifer Doudna would have considered herself just another girl. Yet in Hilo, an ancient city in the volcano-studded region known as the Big Island of Hawaii, being blonde, blue-eyed, and lanky made her feel, as she would later recall, «a freak ». Her other children made fun of her, especially the boys, because, unlike them, she had hair on her arms. They called her haole, a term that, while not as bad as it may sound, was often used to denote non-natives in a pejorative way.
She felt so marginalized that she had trouble eating. “She had all kinds of digestive disorders, which, as I later understood, were due to stress. The boys messed with me every day. » She took refuge in books and developed a defensive barrier. No one will ever be able to reach that part of me that is only inside me, she told herself.
Like many other people who at some point in life have felt strange, she developed an endless curiosity about the place of human beings in the universe. «During my formative stage, I tried to determine who I was in the world and how to fit into it in some way» …
In a broader sense, her career would be marked by the moment she realized that she had been right when she had first encountered The Double Helix James D. Watson.
The discoveries of both Mendel and these Darwin scientists … led to the idea of the unity of heredity, what a Danish botanist named Wilhelm Johannsen called a «gene» in 1905. Apparently it would consist of a type of molecule with the ability to encode small portions of hereditary information. In the following decades, scientists would dedicate themselves to studying living cells conscientiously, to try to determine which molecule it could be.
In the 1950s, two revolutions took place. Mathematicians, including Claude Shannon and Alan Turing, demonstrated that any type of information can be encoded in a system of binary digits, the bits, which in turn generated a digital revolution, which could be materialized thanks to circuits with systems of on and off switching that served as processors. At the same time, Watson and Crick, along with others, discovered how the instructions for the formation of any kind of cell present in any form of life were encoded in DNA sequences made up of the combination of four letters. Thus was born an era of information based on digital codes (01001101110011 …) and genetic codes (ACTGGTAGATTACA …). The course of history accelerates when two tributaries converge.

In 1986, while Doudna was still working in Jack Szostak’s laboratory, a major international scientific collaboration was forging. It was called the Human Genome Project and its objective was to decipher the sequence of the three billion base pairs in our DNA, as well as to map the more than twenty thousand genes that they encode.
One of the many roots that the Human Genome Project had involved Doudna’s own childhood hero, James Watson, as well as her son Rufus. The provocative author of The Double Helix then ran the Cold Spring Harbor Laboratory, a biomedical research and seminar haven on a tree-lined campus of just under 500,000 square meters on the north shore of Long Island.
When the Human Genome Project was underway, RNA was seen as a messenger molecule that carried the instructions of DNA and was nested in the nucleus of cells. The small segment of DNA that codes for a gene is transcribed into an RNA fragment, which travels to the cell’s production region.
There, this «messenger RNA» facilitates the assembly of the appropriate amino acid sequence to obtain a specific protein.
These proteins can be of many types, for example fibrous proteins that form structures such as cells in bones, tissues, muscles, hair, nails, tendons or skin. There are also membrane proteins, which relay signals within cells. And, above all, the most fascinating type of protein, «enzymes», which act as catalysts. They are responsible for unleashing, accelerating and adjusting the chemical reactions carried out in all living beings. Almost any action that occurs in a cell must be catalyzed by an enzyme.
Doudna realized that she must learn more about structural biology if she was to truly understand how RNA molecules could reproduce themselves.

The study of the structure of RNA that Doudna was carrying out led her to a field that, in time, would suddenly become relevant in her career, that of viruses. In particular, she was interested in the way in which RNA enabled some viruses, such as coronaviruses, to take control of the machinery responsible for the production of proteins in a cell. During her first semester at Berkeley in the fall of 2002, an outbreak of a virus that causes severe acute respiratory syndrome, SARS, originated in China. There are many viruses made of DNA, but the SARS virus was a coronavirus that contained RNA instead. When it disappeared, after eighteen months, it had killed nearly eight hundred people around the world. It was given the official name SARS-CoV. In 2020, it had to be renamed SARS-CoV-1.
Doudna also became interested in a phenomenon known as RNA interference. In general, genes encoded by DNA in cells send messenger RNA to direct the formation of a protein. RNA interference does just what its name says in the process, small molecules find their way into messenger RNA.
RNA interference was discovered in the 1990s, in part thanks to researchers seeking to intensify the violet in petunias by giving flower color genes some life.
In the age of coronaviruses, RNA interference can play yet another role. Throughout the history of life on our planet, some organisms (though not humans) have evolved to use RNA interference to get rid of viruses. As Doudna wrote in a trade journal in 2013, researchers hoped to find alternatives to using RNA interference to protect humans from infection.

The first researcher to elucidate the function of those repeated sequences was Francisco Mojica, a graduate student at the University of Alicante. In 1990, he began doctoral work on archaea, which, like bacteria, are single-celled organisms without a nucleus. The arches to which he was studying thrives in maritime salt flats ten times saltier than the ocean. He was sequencing those regions that, according to his idea, could explain his fondness for salt, when he detected fourteen identical DNA sequences, repeated at regular intervals. They looked like palindromes, that is, they read the same in both directions.
Mojica had corresponded with Ruud Jansen of the University of Utrecht, who was studying these sequences in the tuberculosis bacterium. He had called them «direct repetitions,» but he agreed that they needed to be named more appropriately. One afternoon, Mojica was driving from the lab to his house when he came up with the name CRISPR (read «crísper»), for «regularly interspaced and clustered short palindromic repeats.» Although it is a term perhaps somewhat crude and impossible to remember, the acronym CRISPR was, without a doubt, sharp and catchy. It didn’t sound intimidating, but familiar, and that pronounced but unwritten «e» gave it a futuristic luster. When he got home, he asked his wife what she thought. «Sounds like a great name for a dog to me,» she said. «Crísper! Crisper! Come on, little one! ”» He laughed and concluded that it might work.
On November 21, 2001, the name was enshrined in an email Jansen sent to Mojica in response to his suggestion.
What Mojica had found was a whole battlefront in the oldest, coldest and most heinous war in the history of this planet, the one that faced bacteria and their attackers, the viruses known as «bacteriophages» or «phages.» It is the largest category of virus that exists in nature. Of course, phage viruses are the most abundant biological entity on Earth. There are up to 1,031, a trillion phages for every grain of sand, outnumbering all organisms combined, including bacteria. In one square millimeter of seawater there can be up to 900 million of these viruses.

The path to manipulating human genes began in 1972, when Stanford Professor Paul Berg discovered a way to extract a piece of DNA from a virus found in monkeys and assemble it with DNA from a completely different virus. . And hocus pocus! He had created what he called «recombinant DNA.» Herbert Boyer and Stanley Cohen found more efficient ways to make these artificial genes and then clone millions of copies. This is how genetic engineering and, of course, the biotechnology business got going.
It took yet another fifteen years for scientists to start administering altered DNA into human cells. The goal was something akin to creating drugs. This was not an attempt to change the patient’s DNA, that is, it was not an exercise in gene «editing.» Instead, gene therapy consisted of administering to the patient’s cells a certain amount of DNA manipulated to counteract the defective gene that would have caused the disease to be treated.
The first trial dates from 1990 and was carried out on a four-year-old girl with a genetic mutation that disabled her immune system, exposing her to all kinds of possible infections.
A June 2012 article by Doudna and Charpentier triggered a feverish race against time in laboratories around the world, including Doudna’s, to demonstrate that the CRISPR-Cas9 system could work in human cells, a goal that has been reached since five places in about six months. This accelerated success could be seen as proof that achieving this goal was an easy and obvious step that could not be considered a separate invention, as Doudna and his colleagues would later argue; or also, as Doudna’s competitors have done, as proof that it was a far-reaching creative step that took place in the context of a career marked by fierce competition.
Patents and awards hang from the answer to the question.

In the United States, research professors’ patents on their own inventions are generally assigned to the academic institution in which they work, Berkeley in the case of Doudna, although they retain considerable decision-making power over the awards and receive a part (one third, in most universities) of profitability. However, in Sweden, which was where Charpentier was then established, patents go directly to the inventor. So Doudna’s application had to be submitted jointly by Berkeley, Charpentier and the University of Vienna, the latter by Chylinski. Shortly after seven in the morning on May 25, 2012, when the article for Science was almost finished, they filed a provisional patent application, paying one hundred and fifty-five dollars by credit card for the management. It didn’t occur to them to spend a little more to speed up the application process.
The one hundred and sixty-eight page document, which included a series of diagrams and experimental data, contained the description of CRISPR-Cas9, and it required rights to up to one hundred and twenty-four ways in which the system could achieve be used. All the data in the application came from experiments with bacteria. However, administration methods that could work in human cells were mentioned, so it was argued that the patent should cover the use of CRISPR as an editing tool for any life form.
The patent office decided to grant the patent to Zhang on April 15, 2014, even though Doudna’s application was still under review.
It took a whole year for the filing of all the reports, statements and resolutions, after which a hearing was arranged, in December 2016, before the aforementioned three-member jury, at the Alexandria Patent and Trademark Office, in Virginia.
In Europe, a similar situation also arose at first: Doudna and Charpentier were granted a patent, and later another was given to Zhang. However, at that point, his dispute with Marraffini came to light again. After the Broad researcher’s patents were reviewed and the name of his former collaborator removed, the European patent court ruled that he could not invoke the date of the initial application as the «priority date.» The result was that other applications were deemed to have an earlier priority date, so the court struck down Zhang’s patent. «Feng’s European patent was annulled because of the way he left me out,» says Marraffini. By 2020, Doudna and Charpentier had also secured ownership of the most important patents in Great Britain, China, Japan, Australia, New Zealand and Mexico.
Have all these patent battles been worth it? Would it have been better for Doudna and Zhang to reach an agreement rather than face each other in court? In hindsight, so Doudna’s partner Andy May believes.
«We would have saved a lot of time and money in legal disputes if we had been able to join».

The possibility of CRISPR falling into the hands of hackers, terrorists or foreign enemies began to worry Doudna, who voiced these concerns at a congress in 2014. In it, a researcher described how a virus could be modified to introduce CRISPR components that would cause lung cancer into mice by editing a gene. He felt a chill from head to toe. A little tweak or a mistake in the procedure could make it work easily in human lungs. At another conference, a year later, he questioned a doctoral student who had co-published an article with Feng Zhang describing a similar CRISPR experiment that had caused cancer in mice. These and other experiences led her to join an initiative funded by the United States Department of Defense aimed at preventing the misuse of CRISPR techniques.
On February 26, 2020, just as the COVID-19 plague was beginning to take hold in the United States, a group of army generals, Department of Defense officials, and executives from biotech companies paraded past a towering seated statue of Albert Einstein that is on the way to a room on the ground floor of the majestic marble building that houses the headquarters of the National Academy of Sciences in Washington, DC They were there to attend the congress «The Biorevolution and its Implications in the Potential Combat Army ”, sponsored by the military research and technology program. Among the fifty participants, there were some distinguished scientists, notably George Church, as well as one anomaly: Josiah Zayner. Towards the end of the meeting, Zayner was pleasantly surprised by the officials’ desire to enlist the hacker community in the project to deploy CRISPR to combat pandemics and protect soldiers.

For decades, the idea of creating genetically modified humans was confined to the realm of science fiction. Three classic works of literature warned of what could happen if we snatched that fire from the gods. Frankenstein, or the Modern Prometheus, the 1818 novel by Mary Shelley, is a fable about a scientist creating a humanoid creature. In H. G. Wells’s The Time Machine, published in 1895, the traveler discovers that humans have in the future evolved into two distinct species: the leisure class of the Eloi and the working class of the Morlocks. In Brave New World, published in 1932, Aldous Huxley describes a similar dystopian future in which genetic modification results in an elite of leaders with enhanced intellectual and physical characteristics.
The idea of modifying human beings jumped from science fiction to science in the 1960s. Researchers figured out the role of some sequences in our DNA and began to crack the genetic code. When it was discovered how to cut and paste DNA from different organisms, the field of genetic engineering took its first steps.
The first reaction to these advances, particularly among scientists, was optimism that bordered on hybrid. «We have become the Prometheans of our time,» declared biologist Robert Sinsheimer, without showing any sign of understanding the Greek myth. Soon we will have the power to deliberately alter our heritage, our very nature. » Sinsheimer ignored those who found this prospect disturbing. Since decisions regarding our genetic future would be guided by individual decisions, he argued, this new eugenics would differ in moral terms from the discredited eugenics of the first half of the 20th century: ‘We would have the possibility to create new genes and new attributes with them. We haven’t even dreamed of it yet, ”she declared exultantly. It is a huge event.
Gene-editing technology had enormous power to do good, but the prospect of using it to produce alterations in humans that all future generations would inherit was unsettling. Have we created the tools for future Frankensteins? He wondered. Or, worse still, perhaps it would be the tool for future Hitlers? …
There was no law in Russia preventing the use of gene editing in humans, and in 2017 President Vladimir Putin praised the potential of CRISPR. At a youth festival held that year, he spoke about the dangers and benefits of creating genetically engineered humans, such as super soldiers: “Human beings have the opportunity to enter the genetic code created by nature or, as they would say religious people, for God’s sake, ”he said. You can imagine that scientists could create an individual with the desired traits. This could be a mathematical genius, an exceptional musician, but he could also be a soldier, a person capable of fighting without fear or compassion, or mercy or pain.
Policies in China were more restrictive, or so it seemed. Although they did not have clear laws explicitly prohibiting inheritable gene editing of human embryos, there were numerous regulations and guidelines that prevented it (or believed to avoid it).

When He Jiankui brought the world’s first CRISPR babies to life, in order to make them and their offspring immune to attack by a deadly virus, most serious scientists expressed outrage. It was seen as premature at best, and abhorrent at worst. However, in the wake of the 2020 coronavirus pandemic, the idea of editing our own genes to make ourselves immune to viral attacks began to arouse much less outrage and become much more attractive. Thus, calls to defer human germline gene editing faded. Since the development of the immune system against viruses had led bacteria thousands of years of evolution, perhaps we humans had to turn to ingenuity to find the same result.
If we could safely edit genes to make our offspring less prone to HIV or coronaviruses, would it be a mistake to do so? Or would the mistake be, rather, not to do it? …
Another reason that can make us uncomfortable with managing our own evolution and designing our babies is the fact that we would be «playing God.» Like Prometheus when he stole the fire, we would be usurping a power that, very appropriately, is above us. In doing so, we lose a sense of humility regarding our place in creation.
The reluctance to play God can also be understood from a secular perspective. As a Catholic theologian he once said, in a talk at the National Academy of Medicine: «Ninety-nine percent of the time someone says we shouldn’t play God, I assume that person is an atheist.» . The argument can be reduced, without more, that we should not allow ourselves to be carried away by pride and assign ourselves the task of fondling the fantastic, mysterious, delicate, interwoven and beautiful forces of nature.

The reason CRISPRs are the most important discovery since the structure of DNA,» he tells Doudna, «is that they not only describe the world, as we did with the double helix, but they make it easy to change it.

Using CRISPR as a diagnostic tool seemed like a worthy endeavor, but not particularly exciting. It did not focus as much interest as the use of CRISPRs to treat disease or edit human genes. However, in early 2020, the world suddenly changed. The ability to quickly detect an attacking virus became critical. And the best way to do it faster and cheaper than with conventional PCR tests, which required many mixtures and temperature cycles, was to deploy those RNA-guided enzymes programmed to detect the genetic material of the virus; in other words, adapting the CRISPR system that bacteria had been deploying for millions of years.
The development of home use test kits has some potential impact beyond the fight against COVID-19: bringing biology into the home, in the same way that personal computers introduced digital products and services in the 1970s —And an understanding of microchips and software code — in everyday life and people’s consciences.
Personal computers, and later smartphones, became the platforms on which waves of innovators could design their ingenious products, and they also helped make the digital revolution «personal», leading people to develop certain understanding of technology.

The year of the plague of 2020 will surely be remembered as the time when genetic vaccines began to replace traditional vaccines. Rather than inoculating people with an attenuated or incomplete version of a dangerous virus, these new vaccines deliver a gene or piece of genetic code that prompts human cells to produce virus components on their own. The goal is for these components to stimulate the patient’s immune system.
One method to achieve this is to take a harmless virus and introduce a gene into it that produces the desired component. As we have already discovered, viruses are very good at sneaking into human cells, hence harmless viruses can be used as delivery systems, or vectors, with which to transport the material into the cells of the human cells. patients.
This procedure produced one of the earliest COVID-19 vaccine candidates, which was developed at the Jenner Institute (a very appropriate name) at the University of Oxford. There the scientists genetically modified a harmless virus – an adenovirus that causes flu in chimpanzees – by introducing into it the gene that produces the coronavirus spike protein.
There is another way to introduce genetic material into a human cell and lead it to produce the components of a virus capable of stimulating the immune system. Rather than inserting the gene for that component into a virus by genetic engineering, the genetic code for the component – in the form of DNA or RNA – can be injected directly into human cells. In this way, the cells become a vaccine production plant.
Let’s start with DNA vaccines. While no DNA vaccine had been approved before the COVID-19 epidemic, the idea sounded promising. Researchers at Inovio Pharmaceuticals and a few other companies created a small circle of DNA in 2020 that encoded certain parts of the spicular protein of the coronavirus. The idea was that if it managed to enter the nucleus of a cell, DNA could piece together endless chains of messenger RNA that would proceed to monitor the production of these proteins that would later serve to stimulate the immune system. DNA is cheap to produce and there is no need to handle live viruses or incubate them in chicken eggs.

The vaccine being tested in my clinical trial takes advantage of the most basic function of RNA in the central dogma of biology: acting as a messenger (mRNA), transferring genetic instructions from DNA, entrenched in the nucleus of a cell, to the producing region of the cell, where it orders which protein to make. In the case of the anti-COVID-19 vaccine, this mRNA signals the cell to make a part of the spicular protein present on the surface of the coronavirus.
RNA vaccines deliver their payload inside tiny oily capsules, called ‘lipid nanoparticles’, which are injected through a long syringe into the muscles of the arm. Mine hurt for days.
An RNA vaccine has certain advantages over a DNA vaccine. The most noted is that RNA does not need to get into the nucleus of the cell, where DNA has its headquarters. RNA works in the outer region of the cell, in the cytoplasm, which is where proteins are made. Thus, an RNA vaccine does not need more than to deposit its cargo in this outer region.

The award of the 2020 Nobel Prize in Chemistry to Doudna and Charpentier was not a complete surprise, but the recognition came with historic alacrity. The CRISPR discovery had occurred just eight years earlier. The day before, Sir Roger Penrose had received the shared Nobel Prize in Physics for a discovery about black holes that he had made more than fifty years earlier. And there was also the feeling that this chemistry award was historical. Rather than simply acknowledging an achievement, it gave the impression that it heralded the advent of a new era. «This year’s award opens up the possibility of rewriting the code of life,» proclaimed the Secretary General of the Swedish Academy when making the announcement. These genetic scissors have ushered the life sciences into a new era.

The sense of urgency caused by COVID-19 also eliminated the gatekeeper role played by expensive, peer-reviewed, paid-for-content scientific journals, such as Science and Nature. Instead of waiting for months for editors and reviewers to decide whether or not to publish an article, at the height of the coronavirus crisis, researchers posted more than 100 articles a day on prepublication servers such as medRvix and bioRvix, which they were free, freely accessible, and required only a minimal review process. This allowed the information to be shared in real time, without limitations, and until it was dissected on social media. Despite the potential danger of disseminating research without thoroughly reviewing it first, this rapid and free disclosure was beneficial as it sped up the work process on each new finding and allowed the public to follow the progress of science as it occurred. For some major articles regarding coronavirus, posting to these servers led to a collaborative collection of reviews and insights from experts around the world.
Most of us will one day have screening equipment in our homes that will allow us to monitor for viruses and many other diseases. And we will carry devices with nanopores and molecular transistors that will monitor all our biological functions and that will share information online to create a global biomap where we can follow the spread of biological threats in real time. All of this has made biology an even more exciting field of study; In August 2020, applications to enter medical schools increased by 17 percent over the previous year.
The academic world will be transformed as well, and not only because of the rise of online classes. Instead of building ivory towers, universities will embark on solving real-world problems. Projects that will be interdisciplinary and that will tear down academic strongholds and walls between laboratories, traditional independent fiefdoms that fiercely defend their autonomy. Fighting the coronavirus required collaboration between disciplines.
However, there is one fundamental aspect of science that will not change. There has always been a collaboration between generations, from Darwin and Mendel to Watson and Crick, to Doudna and Charpentier.
«In the end, it’s the discoveries that remain,» says Charpentier. We are just passing through this planet. We do our work, and then we leave and others take over.
All scientists claim that their main motivation is not money, or even glory, but the ability to solve nature’s mysteries and use those discoveries to make the world a better place. I believe them. And I also believe that this is perhaps one of the most important legacies of the pandemic: reminding scientists of the nobility of their mission, as well as instilling these values in a generation of students who, when they consider their careers, may tend more to bet on scientific research now that you have seen how fascinating and important it can be.

Books from the author commented in the blog:

https://weedjee.wordpress.com/2014/02/04/steve-jobs-walter-isaacson/

https://weedjee.wordpress.com/2015/04/22/los-innovadoreslos-genios-que-inventaron-el-futuro-walter-isaacson/

https://weedjee.wordpress.com/2017/01/10/einstein-su-vida-y-su-universo-walter-isaacson/

https://weedjee.wordpress.com/2019/08/25/lecciones-de-liderazgo-de-steve-jobs-walter-isaacson-the-real-leadership-lessons-of-steve-jobs-by-walter-isaacson/

https://weedjee.wordpress.com/2019/12/29/leonardo-da-vinci-la-biografia-walter-isaacson-leonardo-da-vinci-by-walter-isaacson/

https://weedjee.wordpress.com/2021/07/11/el-codigo-de-la-vida-jennifer-doudna-la-edicion-genetica-y-el-futuro-de-la-raza-humana-walter-isaacson-the-code-breaker-jennifer-doudna-gene-editing-and-the-future-of-the-human-race-b/

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