El "proyecto dios" de MIT

Si la profesora Angela Belcher del Instituto de Tecnología de Massachusetts (MIT, por sus siglas en inglés) está en lo cierto, el futuro de las manufacturas podría recaer sobre los organismos diminutos.

Aunque probablemente ella ya haya contado esta historia miles de veces, Belcher todavía habla con reverencia sobre la concha que sostiene en su mano.

El humilde abulón, una especie de caracol marino de California que bien podría acabar en la cena de alguien, toma calcio y carbono del agua del mar y los transforma en un caparazón protector y resistente. Rugoso y sucio por un lado y reluciente y suave por el otro, esta armadura es 3.000 veces más dura que su equivalente químico, la tiza.
Las conchas de abulón han inspirado el trabajo de Belcher durante más de 20 años y la han llevado a la cima de la ciencia.
Su trabajo podría tener implicaciones para el futuro de la industria, la energía verde, la medicina y ciencia. Y esto es sólo el comienzo.

Entre lo vivo y lo inerte

La obra de Belcher enlaza el mundo inanimado de compuestos químicos simples con las proteínas producidas por los seres vivos en una conjunción de lo vivo y lo inerte.

La motiva, según dice, una sencilla pregunta: ¿cómo se le da vida a los objetos que no la tienen?
Del mismo modo que el abulón toma sus materiales del agua y luego los utiliza como si fueran ladrillos en un muro, Belcher usa los elementos químicos básicos del mundo natural: carbono, calcio, silicio, zinc. Después los mezcla con virus simples e inofensivos cuyos genes fueron reprogramados para promover variaciones al azar.
Los nuevos materiales resultantes podrían ayudar a resolver algunos de nuestros problemas más acuciantes.
"Lo que me mueve es intentar resolver problemas importantes", explica Belcher. "Busco ese tipo de cuestiones: energía, salud, agua".

"Resolver problemas importantes"

En este sentido, sus investigaciones ya han producido células solares eficientes y baterías poderosas, que ella espera que algún día puedan alimentar a su auto.

También creó una forma más ecológica y barata de producir plástico y un método que potencialmente ayudaría a inspeccionar de un modo más profundo tumores ocultos en el pecho y en el abdomen. Y este verano, su laboratorio inició un proyecto de purificación de agua.
Belcher está lejos de ser la única científica que intenta solucionar problemas importantes con ayuda de la naturaleza. Ya existen pegamentos basados en los pies de las salamandras, robots que imitan a insectos y muchos otros ejemplos.
Lo distintivo del trabajo de esta investigadora, dicen sus compañeros, reside en su uso de la biología para sintetizar nuevas sustancias para una gran variedad de usos con el fin de desarrollar un método completamente novedoso de producir materiales.
"Sus métodos de dirigir y ensamblar los materiales creo que son únicos", afirma Yet-Ming Chiang, un profesor del MIT que colabora con Belcher en su investigación sobre baterías.
"Dentro de 50 años consideraremos a la biología una parte importante en la fabricación de herramientas. Miraremos atrás y pensaremos que eso es uno de los grandes desarrollos del siglo".

Proceso evolutivo acelerado

La naturaleza hizo un trabajo maravilloso creando materiales que se alimentan y se generan con sustancias abundantes y no tóxicas. Pero le llevó mucho tiempo llegar a ser buena en esto.
La enorme explosión de biodiversidad empezó hace 500 millones de años, en el periodo Cambriano, y tardó 50 millones de años en desarrollarse.
Belcher bromea sobre esto y apunta que es difícil convencer a los financiadores y a los estudiantes que se comprometan con un proyecto de 50 millones de años.
La estudiosa puede ser una persona divertida, sobre todo en sus discursos, aunque hay que estar muy atento a lo que dice para darse cuenta de que está haciendo un chiste.
No avisa que está bromeando y ni siquiera hace una mueca con una leve sonrisa. En realidad, sus bromas son tan sutiles que parece que las hace para comprobar que la están escuchando.
Una de las cosas de las que más le gusta hablar en sus conferencias es de las tablas periódicas de los elementos, como las que regala cada año a los recién llegados al MIT.
"Bienvenidos al MIT. Ahora ya están en su elemento", proclama.

Los secretos de la tabla periódica

El año pasado le dio una al presidente de Estados Unidos, Barack Obama, cuando visitó su laboratorio. "Me prometió mirarla periódicamente", dice.

La tabla periódica es más que un elemento de atrezo para la profesora Belcher. También es su musa. Los genes del abulón codifican proteínas que extraen calcio y carbono del mar. Las diatomeas, una clase de fitoplancton, hacen lo mismo con el silicio para construir sus "casas" de vidrio.
En estos momentos, Belcher está en el proceso de juntar virus con diferentes elementos de la tabla periódica para ver qué resultados obtiene.
En lugar de esperar 50 millones de años, la científica está llevando a cabo 1.000 millones de experimentos simultáneos para acelerar el proceso evolutivo. Comienza con 1.000 millones de virus, inocuos para todo excepto para las bacterias, que han sido genéticamente alterados para que cada uno de ellos cree proteínas ligeramente diferentes.
Los virus son luego mezclados con los elementos que Belcher eligue de la tabla periódica y, de los miles de millones de proteínas distintas que generan, cerca de 100 se enlazarán con los elementos de la manera en que ella desea. Pruebas posteriores reducen ese número a un puñado con capacidades prometedoras.

De la naturaleza a la naturaleza

Los virus son las fábricas que producen los materiales –sus genes están programados para enlazar lo orgánico y lo inorgánico- pero no están presentes en el producto final, de modo que no hay ningún riesgo posible de que se dispersen por todas partes, apunta la profesora Belcher.
Ya se encontraron varios candidatos que pueden unir el metano y el oxígeno para producir etileno, un componente de plásticos, fertilizantes y neumáticos. Esta forma de producir etileno puede hacerse a temperatura ambiente, utilizando gas natural, que contamina poco y es abundante. La producción actual del etileno necesita grandes cantidades de energía procedente de combustibles fósiles altamente contaminantes.
"Hay en esto una especie de justicia poética en la manera que estamos utilizando las técnicas de la naturaleza para salvaguardar mejor los recursos que la naturaleza nos otorga", indica Alex Tkachenko, presidente de Siluria Technologies, una empresa pionera de San Francisco que Belcher encontró para que comercialice el proceso.
"La tecnología de Angie es literalmente como el 'proyecto dios'", dice Tkachenko. "Puedes producir materiales de la misma manera que lo hace la naturaleza, de modo que puedes rehacer el mundo entero a tu antojo".