També hi va haver UNA Lederberg

Fa temps, vaig escriure uns comentaris sobre el sexe dels bacteris i el fenomen de la conjugació, que va ser descobert per Joshua Lederberg. Acabava dient: "També hi va haver UNA Lederberg científica: Esther Miriam Lederberg (1922-2006), la primera dona de Joshua. Va ser també una gran microbiòloga... Algun dia parlaré d'ella; es mereix un article per a ella sola." Fa uns dies vaig llegir en algun lloc que era la data del seu naixement, i vaig començar a escriure aquesta entrada que, per diversos motius, no he pogut acabar abans. Encara que l'aniversari ja hagi passat, crec que qualsevol dia de l'any és bo per recordar aquesta gran científica, poc coneguda fora de l'àmbit de la microbiologia i la genètica, i potser fins i tot entre molts professionals d'aquestes disciplines.

Com deia l'entradeta de la necrològica que el diari britànic The Guardian va dedicar-li el 13 de desembre de 2006, el treball d'Esther Lederberg va ser pioner en el camp de la genètica, però va ser el seu marit qui va rebre un premi Nobel. Haver-se casat amb un home tan brillant i que tots dos treballessin junts devia ser per a ella molt estimulant, però va ser també un gran inconvenient perquè va ser ell qui, mentre van estar casats --es van divorciar el 1966-- es va endur gran part del mèrit del treball que havien fet plegats. El diari The Milwaukee, del 18 de maig de 1956, va dedicar a la parella una pàgina quan una societat científica d'Illinois els va concedir un premi conjunt. Joshua era ja catedràtic d'Universitat, amb 31 anys, i Esther, amb 33, era investigadora associada. No era el primer premi que Joshua rebia, i l'investigador declarava al periodista, en relació al Premi Eli Lilly de Bacteriologia, que li van concedir el 1953, que la seva dona hauria hagut d'estar-hi inclosa. Quan el 1958 va rebre el premi Nobel, però, ni en el discurs de recepció del premi ni en el parlament durant el sopar de gala no va esmentar la col·laboració de la seva esposa ni encara menys va dir que també hauria hagut d'estar inclosa en el premi .

Entre els molts mèrits científics d'Esther Lederberg, hi ha la invenció d'un mètode anomenat sembrat per rèplica que permet obtenir cultius de bacteris que són una rèplica d'un altre del qual es parteix. Es treballa amb cultius en plaques de Petri, aquestes caixetes rodones de vidre o plàstic on és posa un substrat (el medi de cultiu) damunt del qual els bacteris inoculats creixen i van formant colònies. (Vegeu la foto, a la dreta; cada taca que apareix damunt la placa és una colònia de bacteris.) De vegades convé disposar de cultius idèntics per poder comparar-ne la reacció a substàncies diferents que s'incorporen als cultius. Per exemple, suposem que tenim una placa amb cinc colònies, com la que es veu de color verd a la següent il·lustració i que, en en fer-ne una rèplica en una placa a la qual hem afegit ampicil·lina (un antibiòtic), només s'hi desenvolupen tres colònies (placa de color verd). Per què no han crescut les altres dues, si teòricament les dues plaques són idèntiques? L'explicació és que les dues colònies de la primera placa (groga en el dibuix) que no s'han desenvolupat a la segona són sensibles a l'ampicil·lina, i els bacteris procedents d'aquestes dues colònies de la placa groga que s'havien sembrat en la placa verda han sucumbit a l'acció de l'antibiòtic.

Sembrat per rèplica en una placa de cultiu que conté l'antibiòtic ampicil·lina.
Les colònies que no s'han desenvolupat en la segona placa és perquè
són sensibles a l'antibiòtic (Il·lustració: Wikimedia Commons)

Però, com es pot aconseguir una placa idèntica a una altra, amb les colònies distribuïdes de la mateixa manera i formades per bacteris com els de la placa original? És com reproduir un dibuix, una signatura o el logotip d'una empresa mitjançant un segell de goma untat en un tampó de tinta. La mentalitat d'una dona, acostumada a activitats molts diverses en la vida quotidiana, pot trobar de vegades solucions molt senzilles per a problemes que semblen difícils de resoldre. Esther Lederberg va trobar la manera de reproduir els cultius d'una placa "copiant-los" en un "segell" que no era de goma sinó de tela, de vellut de cotó. Les petites fibres de la superfície del vellut actuaven com a minúscules agulles que servien per inocular bacteris d'una placa en una altra just en la mateixa situació. Va estar triant entre els velluts d'una botiga de teles per seleccionar el que tingués el gruix i el "pèl" més adients per obtenir una "impressió" més nítida. També va comprovar quin era el millor detergent per rentar-lo. L'article que descrivia aquesta senzilla però innovadora metodologia va ser publicat el 1952 i el signaven Joshua i Esther Lederberg, ell com a primer autor.

Aquest mètode del sembrat per rèplica, mitjançant la qual els Lederberg van demostrar l'aparició espontània de mutacions ens els bacteris, no és l'única descoberta per la qual Esther Lederberg mereix un lloc en la història de la microbiologia. Abans, el 1950, ja havia descobert el bacteriòfag lambda. Els bacteriòfags són virus que viuen a l'interior de bacteris, i el bacteriòfag lambda (o fag lambda) viu dins del bacteri Escherichia coli. La particularitat d'aquest fag era que, en comptes de multiplicar-se ràpidament a l'interior del bacteri i matar-lo --cosa que feien els fags descrits fins aleshores-- podia integrar el seu DNA en el DNA del bacteri i transmetre's d'una generació a la següent sense que perjudiqués el bacteri. Allò que es transmetia no era el virus, sinó les "instruccions" per fabricar virus idèntics a l'original. Si en un moment donat el bacteri es trobava en una situació d'estrès, per exemple per falta de nutrients, aleshores el DNA del virus esdevenia actiu i la maquinària cel·lular "fabricava" virus que acabaven matant la cèl·lula.

Esther va fer aquest descobriment perquè va adonar-se que, en una placa de cultiu que tenia en el laboratori, les colònies (els puntets sobre la placa de cultiu) eren irregulars i semblava com si estiguessin "menjats". Va fer una ressembra a partir d'aquestes colònies en unes plaques on tenia altres bacteris i va comprovar que passava el mateix. Els fags lambda van convertir-se en un model de laboratori per a estudiar altres viurs que es comporten de la mateixa manera. Un d'ells és el virus de l'herpes. Les persones que pateixen de panses o pupes als llavis (l'herpes labial) després d'infectar-se per primera vegada tenen el virus integrat en el DNA de cèl·lules seves i, en situacions d'estrès o quan es troben baixes de defenses, el virus es manifesta desenvolupant de nou l'herpes. A partir d'aquest treball es va poder demostrar la transmissió de material genètic d'uns bacteris a uns altres mitjançant els fags i es va avançar en altres aspectes de la genètica i de la microbiologia.

En la part superior, el DNA víric està incorporat en el DNA de la cèl·lula.
En la part inferior, el DNA víric s'expressa formant nous virus que ataquen
i destrueixen la cèl·lula. (Origen de la Il·lustració: Howstuffworks)

Esther Miriam Zimmer va néixer al Bronx de Nova York el 18 de desembre de 1922 en una família de classe baixa que es va veure molt afectada per la gran depressió econòmica; segons explicava anys més tard, per dinar moltes vegades només podia menjar un tros de pa sucat amb tomàquet. Va anar a Hunter College, de Nova York, per estudiar-hi francès o literatura, però va canviar d'idea i es va graduar en bioquímica malgrat la insistència dels professors, que li deien que la ciència era un àmbit on les dones no tenien moltes oportunitats. Després de la graduació va treballar durant un temps a la Institució Carnegie de Ciència de Washington, fins que va anar a la Universitat de Stanford per estudiar-hi genètica al mateix temps que treballava com a ajudant de classe per poder mantenir-se i pagar-se els estudis. Anys més tard va explicar que, en aquella època tenia tan pocs diners, que es menjava les cuixes de les granotes que es feien servir en les classes pràctiques en què es feia la dissecció d'aquests animals. L'any 1946 va acabar el màster i el 13 de desembre es va casar amb Joshua Lederberg, qui, tot i ser tres anys més jove que ella, era ja professor a la Universitat de Wisconsin, on ella el va seguir i en va ser col·laboradora mentre anava fent el doctorat, que va acabar el 1950. (Fa la descoberta del fag lambda el mateix any que llegeix la tesi doctoral.)

El 1958, Joshua Lederberg va rebre el premi Nobel de fisiologia o medicina i va traslladar-se a la Universitat de Stanford, per dirigir-hi el nou Departament de Genètica. Esther va anar també a Stanford i va incorporar-se al Departament de Microbiologia i Immunologia. Malgrat el seu excel·lent currículum, però, no va aconseguir una plaça fixa; treballava amb contracte (untenure) i en un lloc de treball molt per sota de la seva capacitat professional. El 1966, els Lederberg es van divorciar. Com que el cognom amb què Esther Zimmer era coneguda en el món de la ciència era el del marit, Lederberg, va seguir usant-lo per signar els seus treballs científics (com en molts altres països, als Estats Units una dona casada havia d'adoptar el cognom del marit).

Esther i Joshua Lederberg, vestits de gala per a la cerimònia dels Nobel 1958

De 1976 i 1986, Esther va tenir cura del Centre de Referència de Plasmidis de la Facultat de Medicina de Stanford. Un plasmidi és una molècula de DNA circular propi dels procariotes (el procariotes són organismes les cèl·lules dels quals no tenen el DNA dins d'un nucli), que pot existir i replicar-se independentment del cromosoma o que s'hi pot integrar. Els plasmidis poden passar d'uns bacteris a uns altres i transferir-los gens que aporten als bacteris propietats noves, com ara resistència als antibiòtics, canvis en la tolerància a la temperatura, producció d'un determinat metabòlit o, al contrari, deixar de produir-lo.

L'afició d'Esther a la música antiga (medieval, renaixentista i barroca) la va empènyer a fundar, amb altres persones, una orquestra d'aficionats en la qual ella tocava la flauta de bec. Un col·lega seu explicava que, quan Esther anava a congressos científics hi arribava sempre carregada amb una gran bossa de la qual sobresortien partitures i la seva flauta de bec. Va mantenir aquesta afició fins al final, anant als assajos i als concerts fins i tot quan ja no es podia valer per ella mateixa i necessitava uns caminadors. Era també molt aficionada a la botànica i als jardins botànics. A la seva universitat (Stanford), va recomanar que, en el campus, plantessin plantes autòctones que no necessitaven de rec. El 1989 va conèixer Matthew Simon, amb qui compartia la seva passió per la música, i amb qui es va casar el 1993.

Matthew Simon i Esther Zimmer Lederberg en el seu racó musical, a casa.

El dia 11 de novembre de 2006 moria Esther Miriam Zimmer Lederberg com a conseqüència d'una pneumònia. La pàgina web que el seu exmarit, Joshua (mort el 2 de febrer de 2008), tenia en el web "Profiles of Science" de la Biblioteca Nacional de Medicina dels Estats Units, no va tenir unes paraules de record per a Esther ni tan sols se'n va esmentar la mort. No és estrany, però, perquè, on s'hi descriu el desenvolupament del sembrat per rèplica, tampoc s'esmenta la participació d'ella i està explicat com si hagués estat un invent exclusivament de Joshua.

Per saber-ne més (els dos webs contenen enllaços a molts articles i material relatiu a Esther Lederberg):
- Esther M. Zimmer Lederberg. Memorial Web site.
- Scientific Legacies. Esther Miriam Zimmer Lederberg (1922-2006)

Fotos: les fotos en què es veu Esther provenen del web de The Esther M. Zimmer Lederberg Trust