Moscas, bacterias, virus y mecánica cuántica

Max Delbrück en 1940 (Fuente: Wikipedia)

No es la primera vez que hablamos de Max Delbrück. Era hijo de Hans Delbrück, un profesor de historia militar de la Universidad de Berlín. Estudió Astrofísica en la Universidad de Gottingen. Pero para su doctorado, que completó en 1930, eligió el campo de la Física Teórica, pues en ese momento estaba en plena ebullición. En 1932 trabajaba como asistente en el laboratorio de Lise Meitner y Otto Hahn. Allí publicó un trabajo sobre la dispersión de los rayos gamma debido a un fuerte campo electromagnético. Es lo que se conoce actualmente como "Dispersión de Delbrück". En esa época asistió a una conferencia de Niehls Bohr titulada "Luz y vida" sobre la aplicación de los principios de la Mecánica Cuántica a la Biología. que le convenció de que trabajase en Biología.

En 1935 publicó un artículo conjuntamente con N.W. Timofeef-Ressovsky y K.G. Zimmer que se tituló: Über die Natur der Genmutation und der Genstruktur, y que podría traducirse por: "Sobre la naturaleza de la mutación del gen y de su estructura". En mi opinión es el primer trabajo científico sobre Biología Molecular. El artículo describía como se se producían mutaciones en la mosca Drosophila melanogaster tras ser irradiada con rayos X. Hay que tener en cuenta que en esa época no se tenía ni idea de cuál era la naturaleza química del material genético. El descubrimiento del DNA aún estaba lejano en el tiempo. El gen era una entidad discreta, pero abstracta. Así que Delbrück teorizó sobre la estabilidad de dicha entidad enfrentando los datos genéticos a los postulados de la teoría atómica. Llegó a la conclusión de que la evolución debía haber estabilizado la estructura molecular de los genes de forma que su frecuencia natural a reordenarse y combinarse debía de ser muy inferior a la frecuencia de su reproducción. De lo contrario la información se perdería sin remedio a lo largo de las generaciones. Las mutaciones eran transiciones cuánticas causadas por fluctuaciones térmicas debidas al azar, o a la absorción de energía radiante.

Portada de la separata del artículo Sobre la naturaleza de la mutación del gen y de su estructura (Fuente: Bibliopolis)

El artículo de Delbrück y sus colaboradores inspiró a otro gran físico, Erwin Schröedinger, a escribir uno de los libros más influyentes de la Biología: "¿Qué es la vida?". Schröedinger realizó una predicción sobre las propiedades químicas y físicas que debía de cumplir el material genético. Desde el punto de vista de la química, la molécula portadora de la información genética debía de ser un "cristal aperiódico". Una estructura que fuera repetitiva pero que al mismo tiempo presentara diferencias entre sus subunidades. Y realizó una apuesta: el material genético debían de ser las proteínas. Erwin acertó en la predicción pero perdió en la apuesta.

En 1937 Delbrück decidió cambiar de aires. No era judío, pero la Alemania nazi se estaba volviendo peligrosa para cualquiera que no comulgara con el pensamiento único de la época. Se fue a trabajar a la división de Biología del Caltech, y una vez allí decidió cambiar de sujeto de experimentación. En lugar de moscas, se decantó por la bacteria Escherichia coli y los virus bacteriofagos. Dos años después publicó un artículo con E. L. Ellis titulado "El crecimiento del bacteriófago" en el que describía la multiplicación de los virus como un proceso explosivo de una sola etapa.

Gráficas del artículo "El crecimiento del bacteriófago" en el que se muestra la influencia de la temperatura en la multiplicación vírica. En cada gráfica se compara el crecimiento de Escherchia coli a esa temperatura (línea de puntos en el lado derecho, frente a la multiplicación explosiva y en un sólo paso del bacteriófago. (Fuente: Delbruck y Ellis, 1939)

Esta entrada participa en el XI Carnaval de la Física




N.V. Timofeeff-Ressovsky, K. G. Zimmer, & Max DelbrÜck (1935). Über die Natur der Genmutation und der Genstruktur Nachr. Ges. Wiss. Göttingen, Fachgr, 13, 190-245
Ellis EL, & Delbrück M (1939). The growth of Bacteriophage. The Journal of general physiology, 22 (3), 365-84 PMID: 19873108
Dronamraju KR (1999). Erwin Schrödinger and the origins of molecular biology. Genetics, 153 (3), 1071-6 PMID: 10545442




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