Mary Dell-Chilton, científica que abrió el camino a la ingeniería genética vegetal

Es ampliamente conocido que desde muy antiguo los seres humanos han cultivado numerosos vegetales con diversos fines, siendo el más destacado obtener beneficios alimenticios. La selección y cruces controlados de plantas silvestres permitió a lo largo del tiempo ir mejorando las cosechas, aumentando su producción y por lo tanto su capacidad nutritiva con las consiguientes mejoras para el bienestar y salud de la humanidad.

Alcanzada la mitad del siglo XX, al conocer con certeza que el ADN era la molécula portadora de la información genética en todos los organismos, esto es, que «los genes están hechos de ADN», se hizo posible estudiar intensamente tan importante molécula. Los resultados de estas investigaciones fueron espectaculares porque ofrecían un potencial enorme tanto para la ciencia como para la tecnología y sus posibles aplicaciones. Ciertamente, a partir de los años setenta la manipulación del material genético, que hasta poco antes solo era «ciencia ficción», empezaba a vislumbrase como una realidad al alcance de los y las investigadoras.

Mary Dell-Chilton. Imagen Syngenta.

Por esta senda nació una nueva biotecnología: la ingeniería genética, consistente en modificar las características hereditarias de un organismo mediante la alteración de su información hereditaria básica y los procesos de transmisión. Tan novedosa metodología permite transferir genes de un ser vivo a otro y conseguir que se expresen (es decir, que produzcan las proteínas para las cuales esos genes codifican) en organismos diferentes al de origen. Esta biotecnología puede generar tanto plantas como animales que, al estar dotados de nuevas facultades, reciben el nombre de transgénicos o genéticamente modificados.

En lo que respecta al reino vegetal, concretamente a finales de los setenta empezó a concebirse la posibilidad de transferir a las plantas de interés económico un gen que les proporcionara una característica valiosa; por ejemplo, resistencia a la sequía, fortaleza frente a ciertas plagas, producción de una proteína útil para la nutrición humana, y un largo etcétera. Valga apuntar que en la actualidad hay muchos más organismos vegetales modificados genéticamente que organismos animales.

Desde que tan particular ingeniería estuvo al alcance de la ciencia hasta los impactantes resultados logrados recientemente, las mujeres investigadoras han tenido un notable protagonismo. De hecho, la posibilidad de obtener vegetales transgénicos empezó a ser una realidad en 1977, cuando la científica estadounidense Mary Dell-Chilton y sus colaboradores, publicaron la obtención por primera vez de una planta genéticamente modificada. Se trataba de un resultado asombroso que despertó el interés inmediato de toda la comunidad científica en aquellos años. Veamos, pues, con algo más de detalle el primordial papel jugado por esta singular científica.

Un logro que transformaría la agricultura: el trabajo de Mary Dell-Chilton

Mary Dell-Chilton nació en Indianapolis, Indiana, el 2 de febrero de 1939. Estudió Química en la Universidad de Illinois, donde se graduó en 1960 con excelentes notas,  obteniendo su doctorado en 1967. Desde que comenzó su carrera, Chilton fue rompiendo barreras científicas y de género; así, en unos tiempos en los que todavía solo unas pocas mujeres iban a la universidad, y en la que no preferían carreras técnicas y experimentales, ella conseguía doctorarse con una brillante tesis doctoral.

Con respecto a su vocación científica, en una conferencia celebrada en julio de 2015 en el Centro de Biotecnología de Carolina del Norte, la investigadora confesaba que «fui una alumna en la época en que se acuñó el término biología molecular. Lo que atrapó mi imaginación desde que empecé como estudiante graduada, a comienzos de la década de 1960, fue la aparente inteligencia del ADN, la molécula química que lleva la información genética […]. Fue el ADN lo que dirigió mi interés».

En los años setenta, Mary Dell-Chilton dirigía un equipo de trabajo interdepartamental en la Universidad de Washington, en Seattle, cuyo objetivo prioritario era investigar una bacteria, Agrobacterium tumefaciens, que causa en las plantas una dañina enfermedad llamada agalla de la corona (corona o cuello, es la zona de transición entre la raíz y el tallo, y agalla es un tumor). Los científicos sabían que Agrobacterium, al infectar una planta desencadena de alguna manera un cambio en su desarrollo dando como resultado la formación de una tumoración muy perjudicial. La cuestión era, ¿cómo lo hacía?

Agrobacterium tumefaciens y agalla de la corona provocada. Imagen Wikimedia Commons

M. Chilton recuerda con claridad el momento en que comprendió que los genes bacterianos poseían la sorprendente capacidad de transferirse (esto es, «viajar») desde Agrobacterium hasta las células de la de la planta. Relata: «Yo tenía una cinta grabada con mediciones de radioactividad de nuestros experimentos y estaba realizando los cálculos en la mesa de la cocina, después de que los niños se habían ido a la cama. Y dije, “¡Dios mío, el ADN está ahí!” Antes de nuestro experimento estaba segura de que no podía conseguirse que los genes bacterianos se recombinaran con los genes de la planta puesto que no hay homología entre ellos. Realmente no me creía lo que nuestros datos indicaban. Iba en contra de todo lo que había aprendido en la facultad, de modo que decidí demostrar que esta loca idea era un error. Y resultó que en el proceso en que estaba tratando de demostrar que la idea era errónea, demostré que era correcta».

Finalmente, el equipo investigador, formado por la joven Mary Dell-Chilton, el microbiólogo Eugene Nester y el bioquímico especialista en virus vegetales Milt Gordon,  logró demostrar que el microbio causaba la enfermedad porque era capaz de transferir parte de su ADN a las células de la planta e inducirlas a desarrollar un tumor. En aquellas fechas, sostener que el material genético podía desplazarse desde un microorganismo a una planta y lograr modificarla, conmocionó a la comunidad científica.

El impacto fue grande no solo porque el ADN pudiera pasar desde un sencillo microorganismo unicelular a un vegetal complejo formado por numerosas células especializadas y modificarlo. Además, también impactó el hecho de que el ADN de Agrobacterium actuase como un vector natural. Esto significa que era capaz de funcionar como un vehículo transportador de genes desde un organismo a otro. Actividad hasta el momento apenas intuida por quienes estudiaban el tema.

Unos años más tarde, Mary Dell-Chilton, ahora en la Universidad de Washington en St. Louis y dirigiendo a otro equipo de investigación, lograba demostrar que Agrobacterium podía usarse como un vector de genes. Es decir, su uso permite transferir a las plantas información genética previamente seleccionada que procede de organismos totalmente ajenos, o sea, no emparentados. Sin entrar en detalles técnicos, apuntemos que la científica probó que es posible eliminar del ADN bacteriano los genes responsables de la formación de tumores y reemplazarlos por un gen de interés, sin que se pierda la capacidad de transporte. De este modo, Agrobacterium podía servir como vehículo natural para generar plantas transgénicas, tal como la propia Dell-Chilton explicaba en mayo de 2017 en el Council for Biotechnology Information.

Mary Dell-Chilton observando una planta de tabaco (cerca de 1982). Imagen Syngenta.

Trabajando con el doctor Andrew Binns, hoy profesor emérito de la Universidad de Pensilvania, produjeron la primera planta transgénica –una planta de tabaco resistente a un antibiótico que en la actualidad está incluida dentro de los organismos genéticamente modificados (GMO)–. Como han señalado diversos especialistas, este trabajo pionero en el campo de la biotecnología agrícola afectó poderosamente las futuras investigaciones en genética vegetal.

En este sentido, con motivo de la concesión del doctorado honoris causa por la Universidad de Washinghton en St. Louis a Mary Dell-Chilton el 15 de mayo de 2015, el rector, Mark S. Wrighton, subrayaba que «su sorprendente descubrimiento llevó a la emergencia de un nuevo campo científico: la ingeniería genética. Fue una innovación que revolucionó la ciencia de las plantas y dio a los genetistas que siguieron, como Barbara Schaal, la posibilidad de aplicar este conocimiento a la mejora de plantas alimenticias de todo el mundo.» Valga apuntar que Barbara Schaal es profesora de la Universidad de Washington, siendo doctora en biología especializada en genética vegetal y muy respetada por sus colegas.

Sobre las primeras plantas genéticamente modificadas, en sus memorias científicas escritas en el año 2001, M. D. Chilton ha precisado: «La simbólica mayoría de edad de la ingeniería genética tuvo lugar durante un simposio de invierno realizado en Miami el 18 de enero de 1983 (Miami Winter Symposium)». Al respecto, la científica concretaba que «durante una sesión, Jeff Schell (ahora director del Max-Planck-Institute), Rob Horschfromm (Monsanto) y yo, dimos sendas charlas sobre Agrobacterium y su adaptación como vector de genes en las plantas […]. Los progresos de los tres grupos dejaban claro que la mejora de los vegetales mediante ingeniería genética se convertiría en una realidad».

En estas mismas memorias, Chilton ha señalado que su trabajo sobre el uso de Agrobacterium como vector ha servido de inspiración para el desarrollo posterior de otros medios de transferencia de ADN.

Un exitoso paso a la industria

En el mes de julio de 2015, en el Centro de Biotecnología de Carolina del Norte, Mary Dell-Chilton pronunció una aplaudida conferencia sobre su trayectoria investigadora. Entre otras cosas, relataba su paso desde la vida académica a la industria, apuntando que «en 1983 me ofrecieron un trabajo en CIBA-Geigy (una empresa biotecnológica que hoy lleva el nombre de Syngenta) para establecer un nuevo laboratorio de biotecnología agrícola. El recinto se iba a localizar en un moderno complejo de investigación [hoy uno de los mayores del mundo] llamado Research Triangle Park […]. Acepté el trabajo con ilusión».

Mary Dell-Chilton. Imagen Syngenta.

Pese a que hubo algunos inconvenientes iniciales, Mary Dell-Chilton ha permanecido trabajando en Syngenta hasta el  presente. Entre sus numerosos resultados se encuentra la producción de diversas plantas transgénicas provistas de diferentes capacidades y que han ido aumentando con el transcurso del tiempo. Tal como ella misma relataba en la conferencia de 2015: «Aquí nos encontramos, con una buena tecnología para mejorar plantas. Pero, para enfrentarnos a los desafíos que tenemos por delante aun debemos mejorar más y, de hecho, se está logrando a una sorprendente velocidad. ¡Estamos en una época fantástica para quien se dedica a la investigación agrícola!»

En esa misma conferencia de julio de 2015, la creativa investigadora describía con sus propias palabras que «los agricultores están adoptando rápidamente plantas con rasgos combinados para el control de insectos-plaga, optimización del uso del agua, mejoras de rendimiento, calidad de sus aceites y proteínas [y un largo etcétera]». Además, Chilton también hace hincapié en que «estas tecnologías ayudan a reducir el uso de productos químicos y proporcionan prácticas de cultivo más simples y más amigables para el ambiente».

Mary Dell-Chilton se muestra asimismo convencida de que «el potencial de la tecnología de los organismos genéticamente modificados es tan enorme que aún no se ha alcanzado por completo, pese a que la inmensa mayoría del algodón, soja, canela, maíz y caña de azúcar en los Estados Unidos están genéticamente modificados». La científica, sin embargo, es también consciente de la controversia, a veces muy agria, que a menudo se asocia a esta nueva y poderosa tecnología.

El debate en torno a los organismos genéticamente modificados (GMO)

Según narraba la escritora y divulgadora Ariel Schwartz, en una entrevista celebrada en mayo de 2016 a Chilton, ella le había comentado que cuando estaba investigando por primera vez las posibilidades de usar la bacteria Agrobacterium para transferir ADN a las plantas, nunca imaginó que su trabajo la llevaría a dirigir una revolución agrícola; ni mucho menos pensaba que éste sería tema de constante debate.

Algunos expertos y expertas en lucha por la defensa del medio ambiente, como por ejemplo Rebecca Goldburg, acreditada científica especializada en el tema, han señalado la necesidad de no pasar por alto que «los rasgos añadidos, debido a que son sustancias nuevas para la planta, pudieran tener efectos perjudiciales sobre la salud humana», o bien, «afectar al equilibrio medioambiental».

Mary Dell Chilton ha apuntado al respecto: «Me gustaría decir a la gente que la tecnología es segura, que la hemos aprendido siguiendo lo que hace un microorganismo en la naturaleza. Pese a que la ingeniería genética es nueva, en otro sentido es verdaderamente antigua. Agrobacterium ha estado transfiriendo genes durante siglos».

Las plantas patata modificadas genéticamente (izquierda) pueden resistir enfermedades virales que pueden
devastar las plantas convencionales (derecha). Imagen Wikimedia Commons.

Las críticas, sin embargo, han resultado muy frustrantes para Chilton, sobre todo por la desconfianza del público ante la industria desarrollada por los científicos.  Según relataba en 2002 Paula Park en TheScientist, «como pionera en la ciencia de las plantas transgénicas, más de una vez esta investigadora se ha visto forzada a defender su trabajo ante grupos ecologistas como Greenpace y Environmental Defense, deseosos de detener el comercio internacional de las plantas genéticamente modificadas». Además, Chilton confesaba: «Nunca pensé que tal cosa pudiera suceder, ha sido una bofetada por parte de los defensores del medio ambiente. Todavía estoy sorprendida por ello, me siento incapaz de comprenderlo».

La biotecnóloga sostiene que el camino para superar muchos malentendidos reside en que los biólogos vegetales sepan educar al público. «Nosotros deberíamos tener más responsabilidad en la enseñanza [sobre] lo que es la tecnología y cómo funciona, porque lo que es ajeno tiende a dar mucho más miedo que lo conocido.»

En este sentido, durante su citada conferencia de 2015, Chilton insistía: «Es curioso, pero el reto más urgente de todos es contribuir a que nuestra tecnología sea públicamente aceptada. Research Triangle Park [el moderno complejo de investigación de Carolina del Norte] es un lugar importante para difundir explicaciones sobre el valor y la necesidad de nuestro trabajo. Me siento profundamente comprometida con ese objetivo».

Ser mujer en la ciencia

A pesar de que Mary Dell-Chilton comenzó sus estudios en una época en que las mujeres eran muy pocas, ella misma ha relatado en sus memorias que muy raramente pensaba en su género. «Yo solo estaba interesada en mi ciencia», confiesa. Pero una vez alcanzado el éxito, nunca se negó a ser tutora de jóvenes científicos, tanto hombres como mujeres.

«Cuando comencé a dedicarme a mi investigación en los años setenta, había muchas mujeres en la universidad, pero no tantas en química. En mi clase de Illinois, con la que me gradué, solo éramos cuatro. Como mujer, creo que es fundamental que continuemos rompiendo barreras en la ciencia y en el campo de la investigación, y que sigamos defendiendo y estimulando a otras mujeres para que puedan hacer lo mismo en todos los niveles de la academia». En este aspecto, recuerda la profunda satisfacción que le produjo «el gran honor haber sido incluida en 2004 en el Salón de la Fama de las Mujeres en Tecnología (Women in Technology Hall of Fame)».

Una galardonada carrera científica

Mary Dell-Chilton es autora de más de cien publicaciones científicas. Sus contribuciones para el avance de la biotecnología vegetal han tenido un duradero impacto en la industria agrícola global. Amigos y colegas suelen llamarla «Reina del Agrobacteriun», a pesar de que ella niega con humor cualquier reinado y prefiere pensar de sí misma como una estudiosa de este proceso natural.

En la actualidad continúa con sus investigaciones en organismos genéticamente modificados en Syngenta, donde trabaja en un edificio que tiene un retrato de ella en la pared. Y comenta sonriente: «Hago experimentos en la poyata, que es mi idea de diversión».

Mary-Dell Chilton. Fotografía de Joel Richardson para Syngenta.

La cantidad de premios prestigiosos y reconocimientos que esta científica ha recibido por su innovadora investigación es tan elevada que no podemos enumerarlos aquí. A título de ejemplos, destaquemos que Syngenta creó en 2002 el Centro Mary-Dell Chilton, un complejo administrativo y de conferencias en el prestigioso Research Triangle Park de Carolina del Norte.

El Departamento de Agricultura de los Estados Unidos –U.S. Department of Agriculture (USDA)– recientemente  la incluyó en su Hall of Heroes, y una placa en la entrada del edificio general USDA en Washington D.C. le ofrece un permanente tributo. También fue ganadora del 2013 World Food Prize, que es el premio más importante otorgado a personas que han conseguido avances en el desarrollo y mejora de la calidad y cantidad de alimentos disponibles. Y, para finalizar, valga solo añadir que en 2015 fue premiada, junto a otros dos científicos, por la National Academy of Inventors Fellow.

Pero, por encima de todo, sobresale un hecho que enorgullece especialmente a  Mary Dell-Chilton: ella es una figura legendaria para las y los estudiantes en el laboratorio. Al respecto ha dicho: «Doy a la gente joven hoy el mismo consejo que les he dado a lo largo de toda mi carrera. Persigue lo que te gusta y te fascina, el resto llegará por sí mismo».

Referencias

Sobre la autora

Carolina Martínez Pulido es Doctora en Biología y ha sido Profesora Titular del Departamento de Biología Vegetal de la ULL. Su actividad prioritaria es la divulgación científica y ha escrito varios libros sobre mujer y ciencia.

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