Gehring es va doctorar el 1965 amb un treball sobre fenòmens de transdeterminació en els discs imaginals de la mosca Drosophila. El 1983, lʼequip de Gehring i un altre laboratori de la Universitat dʼIndiana dels Estats Units van descobrir de manera independent la seqüència homeòtica (homeobox), un conjunt de gens similars i altament preservats durant el procés evolutiu, que controlen el procés de desenvolupament del patró corporal en artròpodes i també en vertebrats com lʼhome.
En la dècada dels noranta, Walter Gehring va dur a terme una altra descoberta fonamental per comprendre la fisiologia de la visió, mitjançant la identificació i la caracterització del gen Pax6 i la xarxa gènica associada, responsable de la determinació de la fotorecepció. Amb aquesta troballa sʼobria una nova visió científica sobre lʼevolució dels ulls, i en aquest sentit, segons Gehring, «les nostres dades sobre lʼorigen monofilètic dels ulls corroboren completament lʼopinió de Darwin».
Gehring és membre de l'Acadèmia Nacional de les Ciències i de lʼAcadèmia de les Arts i les Ciències dels Estats Units, de la Royal Society de Londres, de lʼAcadèmia de Ciències de França, de la Reial Acadèmia de Ciències Sueca, de lʼAcadèmia Alemanya de Ciències Naturals Leopoldina i de lʼAcadèmia Europea, i és autor de més de 250 publicacions citades prop de 22.000 vegades, amb treballs sobre la majoria dʼorganismes representatius de lʼarbre filogenètic dels metazous.
Quina és la seva relació amb la Universitat de Barcelona?
Fa anys que sóc amic dʼEmili Saló i Jaume Baguñà, catedràtics del Departament de Genètica de la Facultat de Biologia. Compartim estudiants i tenim publicacions conjuntes. Amb lʼEmili ens vam conèixer quan ell feia una estada postdoctoral en un laboratori de la mateixa planta on jo treballava. O sigui que tenim una relació que es remunta molts anys enrere; uns trenta anys, diria. Sempre hem estat en contacte. LʼEmili treballa amb platihelmints com a sistema model i nosaltres, amb la Drosophila. És interessant veure si es poden aplicar les mateixes regles en sistemes model diferents, o si les regles són unes altres. He vingut a la UB a impartir seminaris diverses vegades i lʼEmili mʼha portat al delta de lʼEbre a observar ocells. En fi, tinc una llarga relació amb la Universitat de Barcelona.
Recentment, sʼha aprovat la creació dʼun Centre Nacional de Genòmica, amb seu al Parc Científic de Barcelona. Quines condicions hauria de tenir un centre dʼaquestes característiques per esdevenir un referent internacional?
Actualment, la determinació de les seqüències de DNA és relativament fàcil i ràpid de fer, de manera que és important que els genetistes siguin capaços de llegir aquests genomes. En un centre dʼaquest tipus hi ha dʼhaver bioinformàtics; ens calen informàtics i ens calen genetistes per fer lʼassignació de gens i començar a interpretar les dades. Podríem dir que encara som a primària: som capaços de llegir les lletres, però entendre el significat de les paraules que componen és molt més complicat. Desxifrar les seqüències de proteïnes no és difícil, però en canvi la regulació gènica és una tasca molt més complicada. Per això és fonamental que en un centre dʼaquest tipus treballin braç a braç genetistes i bioinformàtics, que a més haurien de col·laborar amb els seus homòlegs internacionals per comparar resultats i no duplicar feines.
Com va arribar a la «pregunta correcta» —tal com comentava en el seu discurs dʼinvestidura— per detectar els gens homeòtics, clau per al desenvolupament de lʼésser humà?
El descobriment dʼaquesta mutació en les mosques, que produeix potes en comptes dʼantenes, va ser del tot accidental. Em va semblar una cosa fascinant, perquè és un tipus dʼefecte tan espectacular, que vaig voler entendre el mecanisme pel qual una antena es converteix en pota i per què les potes surten aquí i no allà. I em vaig dedicar a investigar-ho, vaig començar per les potes fins a arribar als àtoms. Tenia el somni que algun dia entendria com podia funcionar un mecanisme així de complex. Em semblava impossible. Però els científics han dʼintentar lʼimpossible, coses que ningú abans no ha intentat. Els saltadors dʼalçada han de posar la barra una mica més amunt cada vegada, però els científics han de trobar noves vies, noves direccions. I jo tenia aquest somni, que un dia entendria com podia funcionar aquesta mutació. Ningú no es creia que ho aconseguiria, però, ja ho veieu, sʼha dʼintentar lʼimpossible.
En relació amb el ressorgiment, com dèieu, dʼantigues teories, com ara el disseny intel·ligent o el creacionisme, els científics tenen la responsabilitat dʼintentar evitar-ho?
Com que som humans, pensem en termes humans. Creiem que la natura la va construir un enginyer humà, un ésser humà o un Déu perfecte que sʼassembla a un home. Us ho exemplificaré amb una hipòtesi que vaig proposar i que era del tot incorrecta. Teníem un embrió amb un patró gradual dʼun gen regulador. Aquest patró gradual —un gradient de concentració— estava dividit en set bandes. Com ho faria això un ésser humà?, em vaig dir. Lʼhauria fet passar per una ona i hauria ajustat la longitud dʼona perquè lʼembrió sencer fos dividit en set parts, i obtenir així set bandes. Però lʼevolució no funciona dʼaquesta manera: lʼevolució fa primer una banda, després dues, a continuació tres, i agafa tots els gens necessaris per formar-les. No es pot predir perquè és una qüestió dʼatzar, és totalment estocàstica. I, per tant, vaig fracassar en les meves especulacions inicials i vam haver de revisar el model des del principi. Així, doncs, no és disseny intel·ligent, però funciona perfectament. Per què? Sʼha provat milions de vegades i només sobreviuen els bons; per tant, les set bandes són pràcticament perfectes. François Jacob parla de bricolatge: agafem una banda i un tros de metall i els unim, i així successivament. Així és com funciona la natura: no dissenya; selecciona els que han de sobreviure. Una altra qüestió sobre lʼevolució és que sempre ha de funcionar, perquè si no mor. Per tant, si volem instal·lar-hi una cosa nova, per exemple, un ull, hem dʼutilitzar un gen. En general, es fa per duplicació genètica: el gen número 1, lʼantic, reté el funcionament antic i el gen número 2, el duplicat, té la llibertat de fer una cosa nova. Es tracta més de renovació que dʼinnovació. La casa sempre ha dʼaguantar: no es pot enderrocar i tornar a edificar de cap i de nou, això no és possible; sʼha construir dʼacord amb el disseny de la casa vella, renovar-la una vegada i una altra, afegir-hi una xemeneia, per exemple. Així és com funciona lʼevolució.
Es parla dʼuna caixa dʼeines de gens homeòtics que controlen el desenvolupament dels éssers vius. Quants gens dʼaquest tipus es necessiten per crear un individu? I com varien entre les espècies?
Els gens homeòtics bàsics estan molt ben preservats. Hi ha un grup de tretze gens en els mamífers i, en el cas de les mosques, només nʼhi ha nou. Això, dʼentrada, ja és prou interessant. A més, estan distribuïts al llarg del cromosoma en el mateix ordre en què sʼexpressen, és a dir, al principi hi ha els gens del cap, i al final, els de la cua; i els gens intermedis formen el tòrax, per exemple. Però es pot treure un gen i transformar el cap en un tòrax amb un parell de potes i un parell dʼales, o es pot posar un ull a lʼabdomen. La informació la tenim; hi ha un programa per als ulls, un programa per a les potes, un programa per a les ales, i aquests gens són interruptors generals que posen en marxa tots aquests programes diferents. Ara bé, es necessiten mil o dos mil gens per fer un ull. Aquests gens són semblants en altres espècies, tot i que no són exactament iguals. Estan menys preservats. Un 65 % de la retina de la mosca coincideix amb la retina del ratolí. Per tant, una gran majoria dels gens són els mateixos, i amb la mateixa caixa dʼeines es poden fer diversos tipus dʼulls.
El camp de recerca en què treballa actualment és lʼanomenat evo-devo, que està emmarcat en el camp de la biologia de lʼevolució i del desenvolupament. En quin tema està treballant concretament?
Exactament. Jo venia del camp de la biologia del desenvolupament, després vam descobrir aquests gens de control principal i ara ens esforcem cada vegada més per entendre lʼevolució. Hi ha una dita famosa —crec que és de Theodosius Dobzhansky— que diu que res no té sentit en biologia tret que estigui en relació amb lʼevolució. Com que els organismes neixen per lʼevolució, són un producte històric, i la història continua escrita en els seus gens. Per tant, hem dʼentendre els organismes vius en relació amb la seva evolució.
El que mʼagradaria és intentar reconstruir lʼevolució de lʼull a partir dels organismes cel·lulars individuals més primitius. Probablement, ens podem remuntar als cianobacteris. Aquests són els primers fòssils coneguts de la Terra. Van sobreviure 3.500 milions dʼanys, i la Terra en té uns 4.200. Són bacteris que poden fer servir la llum del sol per fer la fotosíntesi, fan sucres i compostos orgànics utilitzant lʼenergia de la llum del sol i tenen clorofil·la, membranes, etc. Però també han desenvolupat la visió. En qualsevol cas, seria interessant poder estudiar lʼevolució remuntant-nos als cianobacteris.
El descobriment dʼaquests gens comuns en el desenvolupament dʼindividus, com ara el gen Pax6 implicat en la formació dels ulls, confirma la teoria de Darwin?
El meu treball defensa amb convicció el de Charles Darwin. Darwin tenia un problema important amb relació a lʼevolució dels ulls, perquè ni la seva dona el creia. Ella deia que era absurd creure que lʼull dʼuna àguila evolucionaria simplement per variació i selecció. Per tant, Darwin tenia un problema greu. En la darrera versió del seu llibre, Lʼorigen de les espècies, destina tot un capítol a les dificultats de la teoria. És un llibre molt honest. Coneixeu cap altre llibre que dediqui un capítol sencer a parlar dels contres? Darwin els va descartant més o menys un per un, com també descarta les preocupacions de la seva dona. Considera que hi ha dʼhaver un ull prototípic, un tipus dʼestructura molt simple, que només consisteix en una cèl·lula fotoreceptora capaç de percebre la llum i una cèl·lula pigmentària capaç de protegir-seʼn. I, cinquanta anys després, aquest prototip es detecta en la planària, els platihelmints que sʼestudien al laboratori. Tenen múltiples ulls dʼaquest tipus, formats només per dues cèl·lules: una cèl·lula pigmentària i una cèl·lula fotoreceptora. Sʼajunten uns quants ulls, i obtenim múltiples fotoreceptors i múltiples cèl·lules pigmentàries, algunes amb estructures desenvolupades semblants a una lent. I així és com comencem amb un prototip dʼull que, per selecció, millora fins a arribar a lʼull de lʼàguila, per exemple.
Haver arribat a un coneixement tan profund de la formació de la vida és compatible amb una creença religiosa?
Doncs depèn de quines siguin aquestes creences religioses. Si estem convençuts que la vida es va crear en només uns dies, és incompatible. Hem de començar a pensar la religió en termes de lʼevolució. Jo no crec en un Déu personal que sʼassembla als éssers humans. Com he dit, lʼevolució demostra que no hi ha un enginyer assegut al cel, sobre un núvol, que es dedica a dissenyar la vida, sinó que la vida es va generar per si sola, i això no significa que hi hagi un tipus dʼésser superior i diví rere la naturalesa. Estic intentant entendre com funciona la naturalesa i és difícil de dir si hi ha alguna cosa més al darrere. Però diria que no és cert que hi hagi un ésser superior que crea les lleis de la naturalesa i que nʼés responsable. Em sembla que és ingenu creure que tot va succeir literalment com descriu la Bíblia; els fonamentalistes van ben equivocats. De fet, és incompatible amb tot el que sabem ara, només cal que mesurem el temps. Sabem, per exemple, que la Terra té uns 4.200 milions dʼanys i que hem necessitat molt temps per passar dels cianobacteris als humans. Al marge dʼaixò, continuo pensant que és meravellós que lʼull humà sigui tan sofisticat. Com vaig dir al final del discurs, no ho podem entendre tot de manera racional: els ulls preciosos dʼuna dona bonica sempre seran un enigma.
Quines aplicacions noves tenen els vostres descobriments en el camp de les ciències de la salut?
La gent pensa que no té sentit posar ulls a les potes o a les ales dʼuna mosca. Ho vam fer per demostrar que teníem els gens de control principal per al desenvolupament de lʼull. És relativament senzill destrossar un ull, però no és tan fàcil fer-ne un. I de què serveix això?, es pregunta la gent del carrer. La meva mare pateix degeneració macular, una degeneració de la màcula relacionada amb lʼedat. Hi va veure molt bé durant setanta anys i, passat aquest temps, la retina se li va començar a degenerar a la màcula, que és el punt de més agudesa visual, de manera que sʼestà quedant cega a poc a poc. Així, doncs, em vaig plantejar si, ara que sabem tantes coses sobre el desenvolupament dels ulls, aquesta informació es podria utilitzar per a aplicacions mèdiques.
Ara, però, sʼestan fent els primers experiments, centrats, especialment, en els gens dels ulls; podem aconseguir que una persona cega hi torni a veure. Es va aconseguir en gossos —les proves prèvies sempre es fan en aquests sistemes model— i ara sʼestan tractant els primers pacients amb els gens que els falten o amb els gens que tenen parcialment defectuosos. Si seʼls proveeix mitjançant una injecció a lʼull aquest gen i penetra a les cèl·lules de la retina, poden tornar a veure-hi. Per ara, nʼhi ha prou amb una injecció per a tot un any, de manera que és molt esperançador amb vista a tenir aplicacions mèdiques importants. Avui dia, la gent sʼha adonat de la importància que poden tenir en lʼàmbit mèdic aquests gens de control principal. Les especulacions més forassenyades podrien tornar-se certes.
