Janet Mertz en el nacimiento de la ingeniería genética

A comienzos de la década de 1970 se establecieron los cimientos de una de las tecnologías más influyentes del siglo XX: la ingeniería genética. Se trata de una metodología revolucionaria surgida de la producción en el laboratorio, o sea, in vitro, de moléculas de ADN provenientes de organismos distintos. Estas novedosas moléculas reciben el nombre de ADN recombinante, y, como ya hemos apuntado alguna otra vez en este blog, en su nacimiento y desarrollo han participado diversas científicas, como por ejemplo Grete Kellenberger, Daisy Dussoix o Mary Dell-Chilton.

Junto a las citadas investigadoras, ocupa un lugar destacado la acreditada bióloga estadounidense Janet Mertz, cuyas contribuciones en los albores de la ingeniería genética han tenido una trascendencia notablemente mayor de la que se le ha reconocido. Razón que consideramos más que suficiente para adentrarnos en un breve apunte sobre su obra.

La formación de una notable científica

Janet Mertz nació en Nueva York en el año 1949 formando parte una familia ilustrada; su madre era química graduada en el Hunter College y su padre ingeniero eléctrico graduado en el City College de la misma ciudad. Ambos estimularon el interés por la ciencia de la niña, que era la menor de sus tres hijos.

La joven Janet asistió al Bronx High School of Science, un acreditado colegio neoyorquino donde siguió cursos avanzados de matemáticas y de ciencia. Con posterioridad, realizó estudios en la Universidad de Columbia, muy conocida por las aportaciones a la genética moderna. Esa formación despertó en ella un genuino entusiasmo por la biología molecular y por los trabajos centrados en descubrir el funcionamiento de la vida a nivel químico básico, como relataba en 2017 su biógrafa Lara Marks en The role of women in biotechnology.

Mertz eligió completar su graduación en el Massachusetts Institute of Technology (MIT) por dos razones principales. La primera, basada en el reconocido prestigio científico de este centro, y la otra porque en aquellos años este instituto era de los pocos altamente cualificados que admitía mujeres. La joven centró principalmente sus estudios en la genética de bacterias y en los virus que las infectan (llamados bacteriófagos); asimismo, dedicaría su interés a los virus que infectan a los animales. Durante su estancia en el MIT tuvo destacados especialistas como profesores, quienes influyeron profundamente en su formación. En el 1970 se graduaba con excelentes calificaciones.

Por aquellas fechas, Janet Mertz se casó con Jonathan M. Kane, matemático que trabajaba en la Universidad de Wisconsin en Whitewater. Tuvieron dos hijos, Daniel y Jeremy.

En septiembre de 1970, la científica se incorporaba al departamento de bioquímica de la Universidad de Stanford, con el fin de realizar su tesis doctoral bajo la dirección de Paul Berg, científico que en 1980 recibiría el premio Nobel de Química. Su proyecto de investigación estaba basado en averiguar cómo se replica y expresa el ADN recombinante en Escherichia coli, bacteria que vive en el intestino de los animales, incluido el ser humano.

El trabajo de Janet Mertz resultó fundamental porque descubrió la primera enzima (recordemos que las enzimas son catalizadores orgánicos, esto es, con capacidad para acelerar las reacciones biológicas) que podía unir fácilmente fragmentos de ADN de distintas especies. Y no solo esto, sino que también consiguió diseñar un protocolo que permitió el desarrollo de la primera bacteria portadora de ADN recombinante. En pocas palabras, encontró cómo unir fragmentos de material genético de distinto origen e introducirlos en el interior de una bacteria.

Sin profundizar en detalles demasiado especializados, valga señalar que el trabajo de la investigadora básicamente consistió en elaborar ADN recombinante compuesto por el genoma de un virus que infecta a los simios, llamado SV40, más el ADN de un bacteriófago. Seguidamente, incorporó ese ADN recombinante en E. coli con el fin de clonarlo. Operación que implica lo siguiente: cada vez que la bacteria se reproduce, transmitirá el ADN recombinante a las células hijas, de tal modo que al cabo de un tiempo se obtendrán numerosas copias idénticas de ese ADN; o sea, se ha clonado.

Los ingeniosos resultados que Janet Mertz consiguió, como ha apuntado Lara Marks, tuvieron una doble vertiente. Por un lado, contribuyeron a establecer los fundamentos que impulsarían a partir de esas fechas el poderoso progreso de la ingeniería genética. Sin embargo, este proyecto también alimentó los problemas éticos frente a la posibilidad de modificar genéticamente a los organismos vivos, que en aquellos años preocupaban a la comunidad científica. De hecho, se temía que las bacterias portadoras de ADN recombinante pudieran escapar del laboratorio e infectar a las personas y a otros mamíferos causándoles enfermedades tan peligrosas como el cáncer.

Ante tan inquietante situación, a partir del otoño de 1971 Berg optó por imponer en su laboratorio una moratoria, impidiendo que se llevaran a cabo experimentos de ingeniería genética con el fin de introducir en E. coli, ADN procedente de virus que infectasen a los primates hasta que su seguridad estuviera confirmada. Ante esas medidas, Mertz tuvo que abandonar sus experimentos de clonación y continuar con otro proyecto sobre el ADN recombinante. Un nuevo trabajo que le permitió desarrollar un sencillo y eficiente método para unir fragmentos de ADN de distinto origen; sendero por el cual hizo técnicamente accesible a las y los científicos de todo el mundo comenzar a reunir con facilidad fragmentos de ADN con independencia de su origen y clonarlos.

En junio de 1973, el bioquímico y biotecnólogo estadounidense Herbert Boyer, profesor de la Universidad de California, San Francisco, en colaboración con el genetista Stanley Cohen de la Universidad de Stanford, publicaron que habían seguido con éxito el método de Mertz para generar y clonar ADN recombinante en E. coli. Este anuncio condujo a una moratoria mucho más generalizada; de hecho, abarcaba a numerosos tipos de experimentos de clonación, afectando al Reino Unido, a los Estados Unidos, y también a otros países.

El uso potencial de esta metodología era, sin embargo, enorme, por lo que frenar o ralentizar sus prometedoras posibilidades resultó casi imposible. Hacia finales de la década de 1970 se habían constituido numerosas compañías biotecnológicas y cientos de investigadores de todo el mundo estaban dedicados a clonar una amplia variedad de genes, incluyendo genes humanos. Así, el laboratorio de H. Boyer producía en 1978 por primera vez insulina humana sintética, usando bacterias de E. coli genéticamente modificadas portadoras del gen correspondiente, cuya finalidad era una producción a gran escala para la manufactura de medicamentos. En 1979, siguiendo el mismo método produjeron la hormona de crecimiento humana, y muy pronto la lista se ampliaría considerablemente.

Mientras tanto, continúa relatando Lara Marks, Mertz avanzaba en su tesis doctoral que completaría en 1975. Una de sus mayores contribuciones fue descubrir un mecanismo para cortar el ADN empleando una enzima de restricción o «tijera biológica», llamada ECoRI, originalmente aislada y purificada por el equipo de Herbert Boyer. Mertz fue la primera persona en darse cuenta de que el sitio por donde esta enzima cortaba el ADN dejaba «extremos pegajosos». Esto quiere decir que fragmentos de material genético de distinto origen cortados con la misma enzima de restricción, podían volver a juntarse porque presentaban extremos complementarios o «pegajosos».

En suma, Mertz, en colaboración con su colega Ronald Davis, al demostrar que es posible unir con facilidad dos piezas cualesquiera de ADN, lograba un avance de suma importancia. De hecho, el trabajo fue publicado en noviembre de 1972 en Proceedings of the National Academy of Science, alcanzando una enorme repercusión entre la comunidad especializada.

La biógrafa de Janet Mertz, Lara Marks, ha subrayado que las notas de laboratorio de Mertz demuestran que ella fue la primera en disponer de toda la metodología y reactivos necesarios para clonar ADN recombinante en una bacteria a principios de junio de 1972. Sin embargo, debido a la moratoria de Berg, que suspendía sus experimentos, no pudo dar el último y definitivo paso para clonar genes en bacterias.

La citada moratoria fue levantada en 1979 gracias a modificaciones técnicas como, por ejemplo, el uso de una cepa mutada de E. coli incapaz de sobrevivir fuera del laboratorio. Por tanto, no ofrecía peligro alguno. Stanley Cohen y Herbert Boyer, sin embargo, ya habían logrado en 1973 la primera clonación con ADN recombinante en bacterias, un hito por el que recibieron la primera patente en esa área. En realidad, como ha recalcado Marks, se trataba de un éxito en gran parte alcanzado gracias a los descubrimientos iniciales de Mertz. Algo semejante ocurriría años más tarde con el premio Nobel de Química recibido por Paul Berg en 1980, pues también tenía una significativa deuda con los descubrimientos realizados por Mertz durante su tesis doctoral.

En enero de 1975, Janet Mertz se incorporó al prestigioso centro de investigación sobre el cáncer (McArdle Laboratory for Cancer Research) de la Universidad de Wisconsin-Madison, y en agosto de ese año, consiguió una beca posdoctoral en el Laboratorio de Biología Molecular en Cambridge (Molecular Biology UK’s Medical Research Council Cambridge), uno de los centros más destacados del mundo. Aquí realizó una estancia que duró hasta diciembre de 1976.

De regreso a Wisconsin, Mertz centró su trabajo en el estudio de los mecanismos que controlan la actividad génica en el virus de simio SV40. Con este proyecto conseguiría superar algunos de los desafíos técnicos asociados con la investigación de la expresión de los genes en las células de mamíferos.

Un beneficio adicional alcanzado a partir de sus experimentos con el virus SV40 fue detectar que éste induce tumores en células cultivadas en el laboratorio procedentes de roedores y también en células humanas, transformándolas en células cancerosas. Tales hallazgos ampliaron notablemente los conocimientos sobre el papel jugado por los virus en la inducción de varios tipos de cánceres humanos. Desde entonces, Mertz ha estado en la vanguardia de los descubrimientos relacionados con virus tumorales.

Para finalizar, nos parece de interés recordar que, a partir del año 2005, Janet Mertz se convirtió en una figura muy conocida por enfrentarse con firmeza al rector de la Universidad de Harvard, Lawrence Summers, quien en enero de ese mismo año había sugerido que las mujeres carecen intrínsecamente de la capacidad para alcanzar la excelencia en matemáticas al nivel más elevado.

Como ya se ha explicitado en este blog, Janet Mertz y su marido Jonathan Kane escribieron un cuidado estudio publicado por la Universidad de Wisconsin en 2011, demostrando que no existe diferencia alguna en las capacidades matemáticas de niños y de niñas. «Las diferencias son debidas a factores socioculturales, no a diferencias innatas entre los sexos», concluyeron con claridad Mertz y Kane. La científica mostraba así su compromiso en la lucha por los derechos de las mujeres para elegir y desempeñar la carrera profesional que quisieran elegir.

Referencias

• Chen, Stephanie (2014). Authorship and inventorship: An analysis of publishing and patenting norms and their consequences at American universities. Senior Thesis, Duke University
• Kane, Jonathan and Mertz, Janet (2011). Debunking Myths about Gender and Mathematics Performance. Notices of the American Mathematical Society 59 (1) 10-21
• Marks, Lara. September 2017. Janet Mertz. The role of women in biotechnology
• Janet E. Mertz, Wikipedia

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.