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Francisco Martínez Mojica

PREMIO FRONTERAS DEL CONOCIMIENTO

Biomedicina

IX edición

Emmanuelle Charpentier, Jennifer Doudna y Francisco Martínez Mojica han sido galardonados por la creación de las técnicas CRISPR/Cas9, que han impulsado una revolución biológica dotando a los laboratorios con una potente herramienta de edición genómica para entender las funciones de los genes y los sistemas biológicos, así como para el abordaje de enfermedades.

MENCIÓN DEL ACTA

El Premio Fundación BBVA Fronteras del Conocimiento en Biomedicina ha sido concedido en su novena edición a Emmanuelle Charpentier, Jennifer Doudna y Francisco J. Martínez Mojica, por hacer posible la revolución biológica creada por las técnicas CRISPR/Cas 9.

Martínez Mojica identificó la secuencia CRISPR en microorganismos y descubrió que se trataba de un sistema de defensa contra los virus; Charpentier y Doudna elucidaron el mecanismo molecular de CRISPR/Cas 9 y demostraron que tenía un uso potencial como herramienta universal de edición genómica, abriendo así la puerta a multitud de aplicaciones en prácticamente cualquier organismo.

La edición genómica implica cortar el ADN en una ubicación determinada y su subsiguiente reparación por la propia maquinaria celular, que puede ser empleada para llevar a cabo mutaciones precisas, añadir secuencias o sustituir una secuencia por otra. La simplicidad y versatilidad del sistema CRISPR/Cas9 ha llevado a su rápida adopción en laboratorios de todo el mundo como herramienta para comprender la función de los genes y los sistemas biológicos, y como medio para tratar la enfermedad.

BIOGRAFÍA

Francisco Martínez Mojica (Elche, Alicante; 1963) se licenció en Biología en la Universidad de Valencia y en 1989 comenzó sus estudios de doctorado en la Universidad de Alicante.

Tras doctorarse en 1993, continuó investigando en fisiología bacteriana en la Universidad de Utah (Salt Lake City, Estados Unidos; 1993) y en regulación genética en la Universidad de Oxford (Reino Unido, 1995). En 1997 regresó a la Universidad de Alicante, donde permanece desde entonces como profesor titular de Microbiología e investigador principal del Grupo de Microbiología Molecular, que él mismo fundó.

CONTRIBUCIÓN

Francisco Martínez MojicaJennifer Doudna y Emmanuelle Charpentier son los impulsores de uno de los éxitos de mayor impacto de la ciencia moderna: CRISPR, una tecnología nacida de la más pura ciencia básica —la que está impulsada únicamente por el afán de conocimiento— que permite modificar el genoma con gran precisión. Son en gran medida los hallazgos de Charpentier, Doudna y Martínez Mojica los que han hecho posible esta técnica que ‘corta y pega’ secuencias de ADN mucho más eficientemente que los métodos anteriores, y por ello los tres comparten el Premio Fronteras del Conocimiento en Biomedicina.

Los cambios que CRISPR ha traído a la vida de sus padres son proporcionales a los que está provocando en la biología en general, y también a los que podría generar en toda la sociedad en un no tan lejano futuro. CRISPR/Cas9 —su nombre completo— se está difundiendo con una rapidez insólita.

En 2005, Francisco J. Martínez Mojica publicó el descubrimiento que desató la revolución CRISPR. En junio de 2012 Emmanuelle Charpentier (Juvisy-sur-Orge, Francia; 1968) y Jennifer Doudna (Washington D.C., Estados Unidos; 1964) hallaron cómo usarlo para cortar y pegar ADN. Solo unos meses después, en lo que Doudna ha considerado un indicio «de la pronta llegada del tsunami», una decena de grupos exploraban la técnica. Hoy miles de laboratorios en todo el mundo usan CRISPR/Cas9 e incluso ya se ha empezado a ensayar su aplicación en humanos —en tratamientos contra varios tipos de cáncer—. Es difícil encontrar en la historia de la ciencia un viaje tan veloz del laboratorio al enfermo.

Nacida de la más pura ciencia básica

El punto de partida fue la curiosidad. Francisco Juan Martínez Mojica es microbiólogo en la Universidad de Alicante (España). En 1989, al tiempo que trabajaba midiendo la calidad del agua de las playas alicantinas, comenzó su tesis doctoral sobre un microorganismo aislado en las salinas de Santa Pola, ‘Haloferax mediterranei’. Mojica observó en el genoma de este organismo algo curioso: una serie de secuencias genéticas que se repetían a intervalos regulares. Nada en la literatura científica explicaba la función de esta rareza, y Mojica, intrigado, tuvo que esperar a tener su propio laboratorio para intentar averiguarlo. Sin obtener para ello financiación específica —algo «comprensible», afirma, dado el carácter «tan elemental de una investigación que no sabes dónde te va a llevar»—. El joven microbiólogo buscó en las bases de datos de información genómica y descubrió que en el mundo microbiano abundan las secuencias repetidas a intervalos regulares. Eso sugería «una gran relevancia biológica». La curiosidad de Mojica se volvió feroz.

El «momento más feliz, con mucha diferencia», de la vida científica de Mojica llegó en 2003 cuando por fin descubrió la verdadera naturaleza de CRISPR: un mecanismo de defensa de los microorganismos contra los virus, algo que ni siquiera se sospechaba pudiera existir. Mojica se dio cuenta de que entre las secuencias de ADN repetidas lo que hay son fragmentos del genoma de los invasores, firmas moleculares que permitirán reconocerlos si atacan de nuevo. Es decir, una vacuna genética. «El descubrimiento de que los microorganismos tienen un sistema de defensa, como nosotros, fue sorprendente», dice Mojica. El hallazgo no se publicó hasta 2005 tras haber sido rechazado, sin siquiera mandarlo a revisión, por revistas de gran prestigio como ‘Nature’ y ‘PNAS’.

Me emociona que CRISPR pueda servir para combatir el cáncer y otras enfermedades genéticas

TUITEAR

Numerosos grupos se lanzaron a desentrañar el funcionamiento exacto de CRISPR. Charpentier, en la actualidad en el Instituto Max Planck de Biología de la Infección (Berlín, Alemania) y en la Universidad de Umeå (Suecia), descubrió una molécula clave en el sistema CRISPR/Cas9, y para conocer su estructura tridimensional contactó con Doudna, una reconocida experta de la Universidad de California (Berkeley, Estados Unidos). Ambas decidieron colaborar entre sí. En 2012 reprodujeron artificialmente el sistema, y demostraron que es «una potente herramienta de edición genómica que puede ser programada para reconocer cualquier fragmento de ADN», explica Charpentier.

En la naturaleza, el mecanismo CRISPR/Cas9 destruye a los invasores cortando su ADN con la enzima Cas9 que actúa de tijera molecular. En el laboratorio, el ADN vírico que en CRISPR sirve para reconocer al enemigo, es sustituido por otro fragmento guía, que lleva las tijeras a una región específica del genoma. Se obtiene así un método que corta el ADN con altísima precisión y además lo vuelve a pegar, introduciendo secuencias nuevas si se desea.

La relativa sencillez y altísima eficacia de la técnica es el secreto de su éxito, aunque también lo que quitó el sueño a Doudna: ¿Y si la técnica se usara en células germinales o en embriones humanos para crear alteraciones hereditarias? Esta investigadora se ha convertido en una activa promotora de la divulgación y discusión pública de las aplicaciones de la edición del genoma «tras largas noches en vela», según sus propias palabras, «preguntándome si debía quedarme al margen de la tormenta ética en torno a la tecnología que había contribuido a crear».

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