Revivir a los mamuts es uno de los santos griales de la ciencia. Pero aunque parezca contradictorio, el hecho de revivir a esta especie no se hace por los mamuts en sí -una especie que tendría dificultades para adaptarse al medio actual-, si no por los retos que supone revivirlos. Con un objetivo tan extraordinariamente ambicioso, los científicos han de salirse de su zona de confort y desarrollar técnicas genéticas y biotecnológicas completamente nuevas.

Para revivir a un mamut, hay que conseguir reparar y editar de forma eficiente el ADN, reprogramar células y conseguir que se dividan correctamente. Pero según se van desarrollando estas técnicas, pueden adaptarse fácilmente para otro tipo de investigaciones mucho más útiles y terrenales.

Por ejemplo, dominar la edición genética podría suponer un antes y un después para personas con graves enfermedades hereditarias, o conseguir gestar un mamut podría ayudar en el desarrollo de técnicas contra la infertilidad. Pero también, revivir una especie extinta daría un rayo de esperanza a miles de especies en peligro de extinción. Es decir, en la ciencia tras la desextinción del mamut, lo menos importante es el mamut.

Siguiendo esta premisa, en el reciente artículo publicado en Cell con el título “La arquitectura tridimensional del genoma persiste en una muestra de piel de un mamut lanudo de hace 52000 años” el mamut era, más que nada, el reto. Lo realmente importante es la técnica que han conseguido desarrollar para ver, digitalmente, cómo se empaqueta y ordena el ADN de una célula de hace 52000 años.

Esta técnica vanguardista podría suponer un antes y un después en nuestra comprensión de la paleoecología, ya que sabiendo la posición del genoma, se puede intuir qué genes estaban activos de las células. Como los organismos, hasta cierto punto, activan y desactivan genes dependiendo de las condiciones del entorno, con este conocimiento se puede intuir cómo vivía el animal.

Pero todos los descubrimientos tienen una historia y, la de este es, cuanto menos, peculiar. Antes de analizar al mamut tuvieron que tomar muestras de un pavo horneado, lanzaron una bola de béisbol contraun trozo de carne desecada, le dispararon con una escopeta y diseñaron un programa informático con el que viajar adelante y atrás en el tiempo.

De un pavo a un mamut

Todo comenzó el Día de Acción de Gracias del año 2016, cuando la doctora Cynthia M. Pérez le pidió un favor un tanto sorprendente a su anfitrión. Tras el pequeño banquete, la Dra. Pérez preguntó si podía llevarse algunos restos del pavo.

La propuesta era un tanto extraña, ya que en Estados Unidos es costumbre guardar las sobras de la copiosa cena para los días siguientes, pero el anfitrión, gran amigo de la doctora, accedió. Aunque para la Dra. Pérez aquellos huesos y restos de carne tenían un interés mucho más científico que gastronómico. Para la Dra. Pérez eran muestras que iban a acabar en su laboratorio, sirviendo un propósito mucho mayor.

En el laboratorio habían estado experimentando con Hi-C, una técnica pionera en genética con la que observar, al detalle, el núcleo celular. Para ello, analizaba qué zonas del ADN interaccionaban entre ellas y, de este modo, conseguía averiguar cuáles de ellas se encontraban próximas.

De este modo, iba armando un rompecabezas digital con el que extraer toda la información posible del núcleo. Pero la Dra. Pérez quería explorar los límites de la técnica y ver si funcionaba con muestras que no fuesen frescas y que no estuviesen en buenas condiciones.

Y aquí en este punto donde entran las sobras de Día de Acción de Gracias. Cynthia comprobó que podía seguir extrayendo resultados concluyentes en muestras que habían sido previamente horneadas, es decir, que estaban en unas condiciones terribles.

Lejos de dar por concluido el experimento, Cynthia estaba dispuesta a destrozar las muestras hasta que la técnica no diese más de sí. Dejó los huesos de pavo al sol durante semanas, recogió otros restos orgánicos del suelo, e incluso llegó a probar con un pedazo de cuero de uno de sus propios monederos. En todas las muestras consiguió resultados.

Tras esto, algunos de sus compañeros tomaron medidas aún más drásticas. Lanzaron pelotas de béisbol contra restos orgánicos, les pasaron con un coche por encima, e incluso les dispararon repetidamente con una escopeta. Todo daba positivo. Aunque la muestra estuviese destrozada tanto visiblemente, como a nivel microscópico; el núcleo, a nivel nanoscópico, seguía manteniendo sus propiedades.

El límite de la técnica

Según nos cuenta Cynthia en una entrevista, tras estos éxitos ó con Love Dalén catedrático en biología evolutiva de la Universidad de Estocolmo, y un veterano de las expediciones del árticas para recuperar restos de la edad de hielo. Este, interesado en la técnica le invitó a dar una charla en la universidad, y la puso en o con Tom Gilbert, uno de los biólogos evolutivos más influyentes de Dinamarca, que se encontraba realizando un trabajo similar.

Tom y Cynthia comenzaron, entonces una colaboración. Ella comenzó a analizar algunas de las muestras de Tom, e incluso la invitaron a realizar una estancia en su laboratorio para refinar técnica con muestras de todo tipo. Desde semillas e insectos hasta cráneos de osos polar y huesos de lobo… todo lo que caía en sus manos acababa analizado.

Sin embargo, esta etapa no fue tan fructífera como la primera. Ninguno de los experimentos funcionaba, y la gran sospecha era que, al fin, habían dado con el límite de la técnica, las células de las muestras habían perdido la estructura con el tiempo. Aunque no se iban a dar por vencidos tan fácilmente.

Con la ayuda del resto de autores del artículo, desarrollaron un modelo por ordenador con el que envejecer las muestras celulares virtualmente. Es decir, viendo cómo se encontraba el ADN de una muestra fresca, conseguían calcular cómo se moverían y transformarían sus piezas con el tiempo.

Enfrascada en estos experimentos, un día de 2019, 3 años después de analizar aquellos restos de pavo, Cynthia recibió una llamada que le puso la carne de gallina: en un laboratorio de Barcelona lo habían conseguido, habían logrado analizar una de las muestras que a Cynthia tanto se le había resistido.

La foto del ADN del mamut

La llamada provenía del grupo de genómica estructural en el centro de genómica estructural del Centro de Regulación Genómica de Barcelona. Allí, después de que Cynthia volviese a Estados Unidos, tres investigadores: Marcela Sandoval-Velasco, Olga Dudchenko, Juan Antonio Rodríguez, habían seguido perfeccionando la técnica hasta dar con la tecla adecuada para asomarse al núcleo celular.

Según nos cuenta en una entrevista Marc Martí Renom, líder del grupo, el problema es que el ADN, según pasa el tiempo, sufre modificaciones químicas y se rompe en millones de pedazos. Estos cambios tan drásticos interfieren con los instrumentos que se utilizan para analizar el ADN y, por tanto, dan resultados inconcluyentes.

Pero una muestra de piel de mamut que había hallado el explorador Love Dalén en su última campaña se encontraba en tan buen estado que, a pesar de que tenía 52.000 años, su ADN estaba como congelado en el tiempo. Según sospechan los investigadores, el buen estado de conservación del ADN de esta muestra se puede deber a un proceso conocido como vitrificación, que requiere de una desecación completa.

Gracias a ello pudieron aplicar la técnica mejorada y comenzar a extraer una información que valía su peso en oro. Uno de los ejemplos más notables de esta información es que, aunque se sospechaba que el mamut tenía 28 cromosomas como su pariente vivo más cercano, el elefante asiático, gracias a este trabajo han podido demostrarlo.

También han observado que los mamuts, al contrario que los elefantes, tenían genes activos relacionados con la adaptación al frío, como Edar, con la producción y el grosor del pelo, como Egfr y con el sistema inmunológico, como Il1β.

Por otro lado, este trabajo servirá de base para futuros estudios de genómica de mamuts ya que, como nos explica el Dr. Martí-Renom, la paleogenómica es comparable a un puzle de millones de piezas. Tratar de montar el ADN antiguo únicamente estudiando las piezas que hay en una muestra es como intentar montar un puzle sin mirar la foto de la caja. Ahora, una vez dilucidada la estructura del ADN, otros grupos de investigación tienen la foto con la que poder comparar los resultados que van obteniendo.

Finalmente, todo esto no sólo da información de los mamuts, si no también del entorno en el que se movían y de las dificultades que tenían que superar para sobrevivir en un ambiente tan hostil como debería ser la tundra siberiana en la edad de hielo.

Además, esta técnica podría utilizarse en otras muestras animales o humanas, lo que ayudaría a obtener una imagen mucho más precisa su estilo de vida. De esta forma, por un efecto bola de nieve, lo que comenzó con un análisis de unas sobras del Día de Acción de Gracias, ha terminado con un enorme estudio internacional que promete ofrecernos una nueva ventana al pasado.