Desde E=mc² hasta la división del átomo mediante la invención del transistor, la primera mitad del siglo XX estuvo dominada por los avances de la física.
Luego, a principios de la década de 1950, la biología empezó a sacar a la física del foco científico (y cuando digo “biología”, en realidad me refiero al ADN). El trascendental descubrimiento de la doble hélice del ADN en 1953 marcó más o menos el comienzo de una nueva era de la ciencia que culminó con el Proyecto Genoma Humano, completado en 2003, que decodificó todo nuestro ADN en un modelo biológico de humanidad.
El ADN ha recibido una inmensa atención. Y si bien la doble hélice fue ciertamente revolucionaria en su época, la generación actual de la historia científica estará definida por una molécula diferente (y, hasta hace poco, menos conocida), una que sospecho que desempeñará un papel aún más importante en el avance de la ciencia. Nuestro entendimiento. de la vida humana: ARN.
Quizás recuerde haber aprendido sobre el ARN (ácido ribonucleico) en su clase de biología de la escuela secundaria como el mensajero que transporta información almacenada en el ADN para dirigir la formación de proteínas. Estos ARN mensajeros, o ARNm para abreviar, han entrado recientemente en el debate general gracias al papel que desempeñaron en las vacunas Covid-19. Pero el ARN es mucho más que un mensajero, por muy crítica que sea esa función.
Otros tipos de ARN, llamados ARN «no codificantes», constituyen una pequeña potencia biológica que puede ayudar a tratar y curar enfermedades mortales, desbloquear el potencial del genoma humano y resolver uno de los misterios más perdurables de la ciencia: explicar los orígenes de toda la vida. en nuestro planeta.
A pesar de ser la piedra angular de todos los seres vivos de la Tierra, el ARN ha sido incomprendido y subestimado durante décadas; a menudo se lo ha visto como nada más que un simple cantante bioquímico, trabajando en la oscuridad a la sombra de la diva, el ADN. Lo sé de primera mano: trabajé en la oscuridad en su nombre.
A principios de la década de 1980, cuando era mucho más joven y la mayor parte de la promesa del ARN aún era inimaginable, abrí mi laboratorio en la Universidad de Colorado, Boulder. Después de dos años de pistas falsas y frustraciones, mi grupo de investigación descubrió que el ARN que estábamos estudiando tenía poder catalítico. Esto significa que el ARN podría cortar y volver a unir enlaces bioquímicos por sí solo, el tipo de actividad que se pensaba que era dominio exclusivo de las enzimas proteicas. Esto nos dio una tentadora visión de nuestros orígenes más profundos: si el ARN podía contener información y orquestar el ensamblaje de moléculas, era muy probable que los primeros seres vivos que emergieran del cieno primordial fueran organismos basados en el ARN.
Este avance en mi laboratorio, junto con las observaciones independientes de la catálisis de ARN realizadas por Sidney Altman en Yale, fue reconocido con el Premio Nobel en 1989. La atención generada por este premio ayudó a generar un florecimiento de investigaciones que continuaron expandiendo nuestra idea de ¿Qué es el ARN? podría hacer.
En los últimos años, nuestra comprensión del ARN ha comenzado a avanzar aún más rápidamente. Desde el año 2000, los avances relacionados con el ARN han dado lugar a 11 premios Nobel. Durante el mismo período, se cuadruplicó el número de artículos de revistas científicas y patentes generadas cada año por la investigación del ARN. Hay más de 400 fármacos basados en ARN en desarrollo, además de los que ya están en uso. Y solo en 2022, se han invertido más de mil millones de dólares en fondos de capital privado en nuevas empresas de biotecnología para explorar las fronteras de la investigación del ARN.
Lo que impulsa la era del ARN es la deslumbrante versatilidad de esta molécula. Sí, el ARN puede almacenar información genética, al igual que el ADN. A modo de ejemplo, a muchos virus (desde la gripe hasta el Ébola y el SARS-CoV-2) que nos aquejan no les importa en absoluto el ADN; sus genes están hechos de ARN, lo que les sienta muy bien. Pero almacenar información es sólo el primer capítulo del manual de la NRA.
A diferencia del ADN, el ARN desempeña muchas funciones activas en las células vivas. Actúa como una enzima, uniendo y cortando otras moléculas de ARN o ensamblando proteínas (la materia a partir de la cual se construye toda la vida) a partir de bloques de aminoácidos. Mantiene activas las células madre y previene el envejecimiento mediante la construcción de ADN en los extremos de nuestros cromosomas.
Los descubrimientos sobre el ARN han dado lugar a nuevas terapias, como el uso de ARN antisentido para ayudar a tratar a niños con una enfermedad devastadora: la atrofia muscular espinal. Las vacunas de ARNm, que salvaron millones de vidas durante la pandemia de Covid, se están reformulando para abordar otras enfermedades, incluidos algunos cánceres. La investigación del ARN también podría ayudarnos a reescribir el futuro; Las tijeras genéticas que confieren a CRISPR su impresionante poder para modificar genes son guiadas a sus sitios de acción por el ARN.
Aunque la mayoría de los científicos están ahora de acuerdo en la brillante promesa del ARN, apenas estamos comenzando a desbloquear su potencial. Consideremos, por ejemplo, que alrededor del 75 por ciento del genoma humano está formado por materia oscura que se copia en ARN de función desconocida. Aunque algunos investigadores han descartado esta materia oscura como basura o ruido, espero que sea la fuente de avances aún más interesantes.
Todavía no sabemos cuántas de estas posibilidades resultarán ciertas. Pero si algo me han enseñado los últimos 40 años de investigación es a no subestimar nunca esta pequeña molécula. La era del ARN apenas comienza.
Thomas Cech es bioquímico de la Universidad de Colorado en Boulder; ganador del Premio Nobel de Química en 1989 por su trabajo sobre el ARN; y autor de “The Catalyst: RNA and the Quest to Unlock Life's Deepest Secrets”, del cual se ha adaptado este ensayo.
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