Ya en 1928 un médico británico, Frederick Griffith, había demostrado que la capacidad de una bacteria para ser patógena dependía de un carácter, el tener una cápsula externa que la envuelve, que parecía ser heredable. Las bacterias de la especie Streptococcus pneumoniae que tenían cápsula producían neumonía en los ratones en las que se inyectaban, mientras aquéllas que que perdían la cápsula eran inocuas porque sin cápsula son fácilmente destruídas por las defensas del organismo. Los dos tipos de bacteria se distinguen muy bien, porque las bacterias con cápsula forman colonias lisas, mientras que las colonias de bacterias sin cápsula son rugosas. Griffith comprobó que si se mezclaban bacterias sin cápsula vivas con bacterias con cápsula pero muertas y se le inyectaban a un ratón, el animal moría de neumonía y las bacterias que se aislaban del cadáver eran lisas y tenían cápsula. De alguna manera la característica de formar colonias lisas, de tener cápsula y ser patógena había pasado desde las bacterias lisas muertas a las rugosas vivas, y se transmitía a toda su descendencia. Griffith acuñó la palabra transformación para designar a éste fenómeno.

Lo urgente frena lo importante
Avery convenció a sus colaboradores Michael Dawson and Richard H. P. Sia para que comprobasen si, como así resultó, era cierto el resultado de Griffith. En 1930 J. Lionel Alloway, también colaborador de Avery, encontró que bastaba con añadir un extracto de la bacteria lisa muerta para transformar a las bacterias rugosas vivas en bacterias lisas patógenas. Siempre ocurre que lo urgente nos impide hacer lo importante, y el laboratorio de Avery, que era parte de un hospital, además de investigar el fenómeno de la transformación, tenía mucho trabajo que hacer. Los experimentos de transformación no eran lo que más prisa corría y pasó más de una década hasta que Avery pudo acabarlos.

Recibido con mucho escepticismo
Con Colin Munro MacLeod que trabajó en el grupo desde 1935 hasta 1940 y Maclyn McCarty que lo hizo desde 1941, Avery consiguó desarrollar el experimento de Griffith hasta el punto en que no era necesario añadir más que ADN a las bacterias rugosas para convertirlas en lisas, y todo ello en el tubo de ensayo sin necesidad de inoculárselas a un ratón. “Puede que sea un gen” le escribía el 13 de mayo de 1943 Avery a su hermano Roy, también bacteriólogo. Con todas las cautelas científicas Avery y sus colaboradores publicaron sus resultados en 1944, y pese a que habían excluído que en el extracto hubiese otra cosa que no fuese ADN a los científicos de entonces les parecía muy raro que la herencia estuviera contenida en esa clase de molécula, aparentemente aburrida y monótona. Casi todo el mundo se creía que eran las proteínas las únicas moléculas que por su diversidad podían generar la infinidad de caracteres hereditarios de los seres vivos y algunos críticos achacaban a impurezas de proteínas la actividad transformante de las preparaciones de Avery, incluso a pesar de que la actividad se perdía cuando las preparaciones se trataban con extractos que destruían al ADN.

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Avery celebrando la Navidad de 1940 en su trabajo.

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Hijo de un emigrante
Avery había nacido el 21 de octubre de 1877 en Halifax, Canadá. Se educó desde los diez años en Nueva York, en donde su padre, un pastor baptista emigrado del Reino Unido regía una iglesia. No frecuentaba los círculos sociales científicos y pocas veces asistía a congresos, lo que algo debió contribuir a que no se le incluyese entre la lista de los Nobel, un premio que para recibirlo no basta con ser buen científico. Se retiró a Nashville en 1948 para estar cerca de Roy, y allí falleció víctima de un cáncer el 20 de febrero de 1955.

GLOSARIO
Cápsula: una cubierta de hidratos de carbono complejos que recubre a muchas bacterias y las protege de ataques externos

No podemos imaginar vivir en un mundo sin oxígeno, porque nuestras células, al igual que las de la mayoría de los seres vivos que vemos, sean plantas o animales, así como muchos microbios lo necesitan para respirar. Pero respirar oxígeno es un lujo relativamente reciente en la historia de la Tierra, durante miles de millones de años la respiración, como hoy nos parece normal, no existía, y sin embargo las bacterias y sus primas las arqueas proliferaron y colonizaron el planeta. Para respirar utilizaban, en vez de oxígeno, compuestos como el azufre e incluso óxidos metálicos (manganeso, hierro, cromo y hasta uranio). Podemos decir que respirar piedras no es un invento moderno, hasta que la fotosíntesis de las cianobacterias produjo suficiente oxígeno, cosa que debió ocurrir hace unos dosmil millones de años, millón más o menos, muchos microbios lo han hecho con éxito, tanto que sus descendientes han pervivido hasta nuestro días.

Uno de esos microbios es Shewanella oneidensis MR-1, una bacteria capaz de modificar el estado de oxidación-reducción del manganeso (de ahí el MR, reductora de manganeso, en su nombre), encontrada en 1987 por Kenneth H. Nealson en los sedimentos del lago Oneida en el estado de Nueva York.

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Vista del lago Oneida en una fotografía de la NASA

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Nealson ha estudiado los detalles de cómo esta bacteria respira en ausencia de oxígeno. Nuestras células usan como fuente de energía compuestos que, como los azúcares y las grasas, contienen carbono, que mediante los complejos procesos moleculares de la respiración dependiente de oxígeno acaba siendo convertido en dióxido de carbono, CO_2. En el intermedio la transferencia de electrones de una a otra molécula de la tramoya respiratoria produce la energía que la célula utiliza para obtener moléculas que luego usa en su metabolismo. Shewanella consigue la energía transfiriendo los electrones desde los compuestos de carbono no al oxígeno, del que no dispone en el fondo del lago, sino a un óxido metálico. En consecuenncia en el fondo del lago se acumulan hierro y manganeso a una velocidad mayor que la explicable si los procesos químicos no fuesen acelerados por la acción de las bacterias.

La idea de Nealson es aprovechar el flujo de electrones que se produce para matar dos pájaros de un tiro, por un lado generar energía, en forma de corriente eléctrica, y por otro descontaminar los residuos urbanos, a veces ricos en metales tóxicos, por ejemplo el cromo. Y, si todo se hace bien, como producto de desecho se obtendría agua pura. Por el momento los prototipos experimentales que han desarrollado producen electricidad suficiente para alimentar un reloj digital, pero entre las metas de Nealson se encuentra el diseñar una futura planta de tratamiento de residuos urbanos que se autoabastezca con la energía que obtenga aprovechando los propios residuos y los mecanismos de respiración de Shewanella.

Nanocables
Shewanella, y otras bacterias como Geobacter sulfurreducens y Pseudomonas aeruginosa poseen además otra forma de deshacerse de los electrones que les sobran, son los “nanocables”, formados por proteínas que conducen la electricidad y que conectan una bacteria con otras. Para quienes desconocemos las intimidades de la tecnología casi todos los artilugios electrónicos nos parece que funcionasen gracias a minúsculos Pitufos albergados en su interior, unos se encargan de colocar números en una pantallita, otros tocan música, quizás un día llevaremos de verdad en el bolsillo un teléfono que funcione con la electricidad y los cables que producen esos geniecillos que son las bacterias.

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