¿Qué se puede esperar de un surfista casado tres veces en agitadas circunstancias, que decía ver mapaches extraterrestres, creyente en la astrología, abiertamente opuesto a la existencia del cambio climático y el virus del sida, amén de consumidor habitual de LSD? Quizá entre las dos o tres primeras cosas que se le vienen a uno a la mente no esté la de ser el padre de la invención científica que ha marcado un antes y un después en el avance científico, la conservación de obras de arte, la investigación criminal y la calidad de nuestra alimentación.

Kary Mullis (1944) nació en Lenoir, una ciudad estadounidense con una población similar a la de Churriana de la Vega, provincia de Granada. Químico de formación, es difícil encontrar en su biografía otros indicios de que sería el padre de la técnica científica que le valdría años más tarde el Premio Nobel de Química (1993): La reacción en cadena de la polimerasa, más conocida por sus siglas en inglés PCR (Polymerase Chain Reaction). La PCR se ha hecho más famosa de lo que muchos de quienes la empleamos diariamente y sin mayor trascendencia habríamos esperado jamás. El SARS-CoV-2, el virus causante de la COVID-19, ha popularizado la técnica y, fascinantemente, no pasan dos días sin que se escuchen encendidos pronunciamientos a favor y en contra, como si se tratase de un debate sobre el Brexit o de si fue gol lo de Ansu Fati.

¿Qué es exactamente la PCR? Se trata de un método para generar miles de millones de copias de un determinado fragmento de ADN sin que medie ningún organismo vivo de por medio, es decir, in vitro. Las dificultades de hacer tal cosa eran dos: primero ¿cómo recrear en un tubo de ensayo un proceso que ocurre de manera natural en todos los seres vivos?, y segundo ¿cómo asegurarse de que las copias era fidedignas y no simples secuencias aleatorias de ADN? Hay cuatro elementos esenciales.

El primero es el molde, la muestra, el fragmento de ADN que se quiere copiar. El segundo es la polimerasa, la proteína que hace el trabajo de copia fidedigna. El tercero son los cebadores o primers, pequeñas secuencias de ADN que se diseñan al gusto de manera que se peguen específicamente al molde que se quiere copiar, y no a ningún otro. Y en cuarto lugar están los nucleótidos, las piezas del lego que conforma el ADN y que la polimerasa irá añadiendo uno a uno en su trabajo de copia.

Estos cuatro elementos se mezclan en el tubo de ensayo en proporciones que no procede detallar, y el tubo se coloca en un aparato llamado termociclador. El termociclador se encarga de variar la temperatura de la reacción química en breves intervalos de unos pocos minutos de modo que la polimerasa puede realizar su actividad de copia correctamente. Y así, en apenas una hora se generan miles de millones de copias del fragmento de interés.

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Cabe preguntarse para qué demonios quiere uno tener miles de millones de copias de un determinado fragmento de ADN y cómo eso se relaciona con la detección del SAR-CoV-2, la conservación de obras de arte, la arqueología o la investigación criminal. Hay que partir de la base de que usted, señora, una bacteria perdida, un virus minúsculo y una planta atrapada entre hielos siberianos hace 400.000 años —todos— tienen material genético, tienen huella única. Por tanto, es solo cuestión de saber qué buscar, en otras palabras: qué cebadores usar de modo que sean específicos para nuestro fragmento deseado y no para ningún otro.

A finales de enero de este mismo año se secuenció el genoma del SARS-CoV-2. Lejos de tratarse de un mero capricho de los investigadores, este constituía el primer paso para poder diagnosticar la enfermedad. Así, tras tomar una muestra, el genoma del virus (ARN) se transforma en un paso preparatorio en ADN. De ahí y gracias a unos cebadores específicos, es posible, generar miles de millones de copias del gen de interés con el objetivo de poder detectarlo en el laboratorio, aun si se encuentra en muy pequeña cantidad en nuestro cuerpo.

Si la muestra inicial no contiene SARS-CoV-2 debido a que la persona no está infectada, no habrá proceso de copia porque no habrá molde que la polimerasa pueda usar en su tarea de copia. En el caso del diagnóstico del SARS-CoV-2, o de otras tantas enfermedades, el objetivo de la copia es amplificar la señal, es decir, generar una cantidad suficiente de muestra de modo que se pueda ver si el paciente está infectado.

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El diagnóstico no es la única aplicación de la PCR. Esta técnica puede emplearse también en la conservación de obras de arte y en el estudio de las mismas. Los colores no siempre se han obtenido de manera sintética, por contra constituían preparaciones naturales fabricadas artesanalmente con plantas, hongos o algas, todos ellos organismos con ADN en sus células. Podría pensarse que poco ADN quedará tras centenares de años, pero la evolución se encargó hace mucho de escoger a esta molécula como la depositaria de nuestra información genética precisamente, entre otras razones, por su resistencia al paso del tiempo.

Tras tomar una muestra del azul del tul de un vestido, y generar múltiples copias por PCR uno puede descubrir que se fabricó empleando el hongo Chlorociboria aeruginascens. Desde ahí es fácil seguir el hilo y descubrir en qué momento histórico el pintor pudo tener acceso al conocimiento de fabricar pigmentos de ese modo o qué ruta comercial le otorgó acceso a los mismos.

Y de la paz de una sala de restauración al caos de la escena de un crimen. Es habitual en criminología tomar muestras que puedan servir de pistas para encontrar al culpable del homicidio, un pelo, unas gotas de sangre, huellas dactilares… Nuevamente, todas ellas contienen ADN, por mínima que sea la cantidad de la muestra. La PCR permite generar suficiente material para poder comparar el ADN de las muestras con el de los sospechosos. Gracias en este caso no a la resistencia del ADN al paso del tiempo, sino a la exclusividad de nuestro genoma (único por persona), se pueden comparar distintas regiones que constituyen marcadores propios de cada persona.

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De este modo, si coincide la muestra de la escena del crimen amplificada por PCR y la del sospechoso —elemental, querido Watson— ya no tenemos un sospechoso sino un culpable. La historia de Kary Mullis nos enseña muchas y valiosas lecciones sobre la ciencia.

La primera y más evidente es que la ciencia empieza en el laboratorio y acaba solo donde la capacidad creativa del individuo pone el límite. Pocos casos hay de avances científicos con apenas exclusivamente consecuencias positivas. La PCR es una de ellos. La segunda es que al método científico le es completamente indiferente quién realice el avance en cuestión. Da igual lo de los extraterrestres, ¡incluso lo de surf! Los hechos estrictos se someten a escrutinio y ahí acaba todo. La crudeza va en las dos direcciones. Que un científico realice un excelente avance no indica nada sobre su categoría personal o moral.

La tercera de las enseñanzas viene a desmentir la creencia de que las invenciones y los descubrimientos son cosa de una sola persona en un solo momento histórico irrepetible. Kary Mullis recibió el Premio Nobel, pero poco habría podido hacer si en 1953 Watson, Crick y Franklin no hubiesen descubierto la estructura tridimensional del ADN. Arthur Kornberg descubrió en 1956 la ADN polimerasa, una de las partes fundamentales para la PCR. Kjell Kleppe esbozó en 1971 los rudimentos básicos de lo que sería más adelante la técnica madura. Y la PCR jamás habría tenido el impacto que tuvo de no ser porque Randall Saiki sustituyo la polimerasa de Mullis por la llamada Taq polimerasa, una enzima mucho más resistente y adecuada para la PCR. El estado del arte estaba listo para que un científico observador lo pusiese a jugar a su favor y por extensión al de toda la humanidad.