Las tribulaciones de un estudiante: el experimento de Miller-Urey

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Extractos de la conferencia “Las tribulaciones de un estudiante: el experimento de Miller-Urey” impartida el 7 de Junio del presente año por el Dr. Araujo en el CINVESTAV-IPN Zacatenco (en la Ciudad de México).

La historia descrita a continuación le fue contada personalmente al Dr. Lazcano por la mayoría de los personajes.

Durante la guerra fría, específicamente en 1953, año en que se diera a conocer la estructura del ADN (de lo que están hechos los genes) un estudiante de doctorado de la Universidad de Chicago, Stanley Miller y su asesor Harlod Urey, realizaron un experimento que marcaría el inició de una nueva era sobre el estudio del origen de la vida. No obstante, estudiar el origen de la vida tiene complicaciones, a diferencia de los hueso fosilizados que nos ayudan a conocer las formas de los dinosaurios, las primeras formas de vida no tuvieron estructuras fosilizables, pero se pueden buscar en las rocas muy antiguas ya que la vida realiza la fraccionamiento químico de isótopos de carbono. Pero ir más allá es casi imposible, pues se desconocen con exactitud todas las condiciones que pudieron dar origen a la vida tales como son la temperatura, el pH, la composición química de la atmosfera, etc. A pesar de esto, la geología, la geoquímica, y la astronomía plantean que en sus orígenes de la vida la Tierra debió tener mares, erupciones volcánicas, y relámpagos. En 1924, el Ruso Alexandrer Oparin propuso que los primero seres vivos no utilizaban la luz como las plantas para crear moléculas más complejas, si no que utilizaban moléculas orgánicas presentes en su medio. Esto planteaba que las moléculas orgánicas se creaban sin necesidad de un ser vivo, y ya que las cosas orgánicas se oxidan en presencia de oxígeno (esto lo vemos cuando se pone negra la fruta), entonces también planteó que para acumularse estos compuestos se necesitaba de una atmosfera carente de oxígeno (reductora).

Oparin llegó a esa conclusión porque sabía, por el espectro visto en los cometas y meteoritos, que estos tienen ácido cianhídrico y metano, compuestos orgánicos no derivados de la vida. Lo mismo fue demostrado en el meteorito de Orgueil, caído en los jardines de la marquesa de Orgueil en Francia, que poseía moléculas orgánicas. Asimismo, sabía que la obtención de urea, compuesto que solo se había encontrado como desecho de los seres vivos, fue sintetizada en 1828 por Friedrich Wöhler a partir de compuestos no orgánicos como cianato de amonio. Pero el trabajo de Oparin fue traducido al inglés hasta 1938 y por la segunda guerra mundial, los investigadores no tenían tiempo para la ciencia. Fue hasta que Melwin Calvin lee el libro de Oparin y publica en 1951 resultados negativos al inyecta dióxido de carbono (en lugar de metano) en agua a gran presión y tratada con radiación ionizante. Harlod Urey, profesor y premio Nobel de la Universidad de Chicago, publica en 1952 partiendo del hecho que la tierra primitiva se formó igual que el resto de los planetas, que era probable que abundara el hidrogeno, el carbono, y el metano, pero que rápidamente el CO2 se degradaría a metano. En una conferencia a los alumnos y colegas en Chicago, donde coinciden como estudiantes, James Watson (descubridor de la doble helice), Carl Sagan (astrónomo), Lynn Margulis (teoría endosimbiótica) y Miller, al final de la plática alguien del público le plantea los trabajos de Oparin sobre la atmosfera primitiva y el origen de la vida. En ese momento Miller, que estaba asignado como estudiante a Edward Teller, un físico teórico que tuvo que abandonarlo para dedicarse a la bomba de hidrógeno a los Álamos. Miller, de 23 años, decide plantearle a Urey que quiere hacer como tesis doctoral la simulación de la atmosfera primitiva que Urey proponía y saber si es cierto lo que plantea Oparin.

Urey le niega abordar el tema como tesis por ser poco probable, pero le da seis meses para realizar pruebas experimentales, y de no encontrar nada en ese tiempo debería dedicarse al estudio de meteoritos. Miller con un ambiente intelectual  dificil, pues se creía que: la vida había tardado mucho en formarse, que solo existían tres reino (plantas, animales y microbios), la vida solo tenia 600 millones de años que había aparecido en la tierra, que las proteínas eran las responsables de la herencia, y que los sistemas planetarios eran eventos extraños (se conocen más de 1500 a la fecha). Miller define el experimento, se muda al sótano de la facultad de Química y hace la simulación con tres experimentos distintos de forma simultánea, dos poco conocidos. Uno de ellos simulaba una erupción volcánica con vapor de agua a alta presión en una atmosfera reductora y descargas eléctricas silenciosas con diferencias de 150 mil volts. Miller, en su experimento clásico, vió que se formaron compuestos en 5 horas, hace un cromatograma de papel y encuentra glicina, alfa y beta-alanina, ácido aspártico. Miller le muestra los resultados a Urey quien decide que enviaran el trabajo a Science y le ordena escribir el artículo. Miller se pone como primer autor y a Urey como segundo, este ve el artículo y borra su nombre diciéndole que él había hecho todo y que él (Miller) merecía el crédito. Miller manda el artículo con el nombre ¨Sobre una producción de aminoácidos bajo las posibles condiciones de tierra primitiva¨ y tres semanas después el New York Times publica el 8 de marzo (1953) la nota “viendo hacia atrás 2 mil millones de años” con experimentos similares a los de Miller pero citando al doctor Wollman (William) MacNevin de la Universidad Estatal de Ohio. Miller escribe, el 9 de marzo, una carta al doctor MacNeive diciéndole que el reporte del New York Times del 8 de mazo es en esencia su tesis doctoral y que no sabe qué hacer. Miller le escribe a Urey, quien reacciona violentamente y pide por telégrafo a su secretaria (Lucy McCornic) y le pide mandar el trabajo al Journal of  the American Chemical Society (otra revista ajena a Science), para ello deben primero retirar (por escrito) el artículo de Sciences. El editor en jefe, Meyer H., le manda una carta a Miller el 11 de Marzo, le explica que aunque fue Urey quien envió el trabajo los hechos recientes le orillaban a dirigirse a él (Miller) pidiéndole  instrucciones previa explicación. El artículo fue enviado el 10 de febrero y llegó el 14 del mismo mes, se mandó el 16 de febrero a un árbitro, quien lo vio y pensó que era imposible, guardándolo el artículo en el cajón. El editor quien había desconocido lo ocurrido, le dice (a Miller) que si decide mantenerlo en Sciences lo pondrán en artículo  principal de la revista que se publicaría el 5 de mayo de 1953. Miller pide nuevamente consejos a Urey y este le dice que retire el artículo de la Journal of  the American Chemical Society y que lo deje en Sciences. Miller escribe al editor en jefe de la JACS pidiendo retirar el manuscrito por haberse cometido un error al enviárselos a ellos. La publicación de Miller tiene mayor impacto que la publicación de la doble hélice, que solo le interesó a no más de 20 personas en el mundo, debido a que planteaba la transición entre lo vivo y lo no vivo. Miller, con 23 años y en su segundo año del doctorado, queda muy abrumado con la fama y recula sobre si pensando en que no sirve como químico y decide ser pintor. Una prima de Miller le enseña y solo pinta un cuadro, al verlo la prima le recomienda a este volver a la química. En 1954 Miller publica su tesis de doctorado y en 1956 se repite el experimento en el Journal of Physiology y se obtienen los mismos resultados. La biología molecular comenzó a florecer a partir de 1953 ya que se tenían las bases que sostenían la vida y se habían derribado las barreras ideológicas sobre el origen espontáneo de la vida. Más tarde, el Dr. Lazcano quien también colaboró con Miller, comprobaría la existencia de moléculas orgánicas en las muestras originales de Miller (que celosamente guardo y que cariñosamente regaló al científico mexicano) y mediante técnicas modernas encontraría, además de las que Miller halló, otras más moléculas, dando aún más importancia a estos experimentos del joven estudiante de 23 años que fueron cruciales para el entendimiento de la vida.

 

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