Joan Oró,
el científic
de la vida

Descarrega'tla biografia de Joan Oró
Image
Joan Oró Florensa va néixer a Lleida, Catalunya, Espanya, el 26 d’octubre de 1923, el més petit de cinc fills i l’únic home. A causa de la Guerra Civil Espanyola (1936-1939), la seva graduació al batxillerat es va retardar fins al 1941. Després va estudiar a la Universitat de Barcelona, ​​on va obtenir el títol de química el 1947. Ja de petit, el jove Oró estava interessat en la química de la vida. Com que en el moment que va ingressar a la universitat a Espanya no hi havia estudis de bioquímica, va decidir cursar un grau en química i centrar-se en la química orgànica.

Després de graduar-se, va tornar a la seva ciutat natal, Lleida. Allà va intentar primer, sense èxit, guanyar-se la vida com a químic

Després de graduar-se, va tornar a la seva ciutat natal, Lleida. Allà va intentar primer, sense èxit, guanyar-se la vida com a químic; després, va passar 3 anys treballant a la fleca del seu pare, estalviant diners per si tenia l’oportunitat de tornar a la química. Tot i això, tenia sentiments diversos sobre què fer.

Tot i que desitjava començar una carrera en bioquímica i pensava que ell i la seva dona (Francesca Forteza, amb qui es va casar el 1948) podrien conformar-se amb un sou reduït, ja tenien tres fills: Maria Elena, Joan i Jaume (el fill petit, David, va néixer quan la família ja vivia a Houston).

Sabia que si continuava treballant al forn, ell i la seva família no tindrien problemes econòmics en el futur. Tot i això, prendre una decisió d’aquest tipus significaria no treballar en allò que més li agradava i en el camp per al qual havia estat entrenat.

Va decidir assumir un altre risc i anar als Estats Units. El 1951, a través de l’Institut d’Estudis Nord-americans de Barcelona, ​​Oró va fer una llista de més de cinquanta universitats dels Estats Units i va enviar cartes a totes elles demanant informació. Quatre de les universitats que van respondre a la seva sol·licitud li van oferir matrícula gratuïta. Va optar per inscriure’s a l’Institut Rice de Houston, Texas.

Oró va arribar a Houston el 2 d’agost de 1952 per iniciar els seus estudis de postgrau en enginyeria química

Oró va arribar a Houston el 2 d’agost de 1952 per iniciar els seus estudis de postgrau en enginyeria química. Pocs mesos després, va conèixer Donald Rappoport, que era professor de bioquímica al Baylor College of Medicine, i va necessitar un estudiant de postgrau que l’ajudés en la seva investigació sobre el metabolisme. L’estudi en què va participar Oró tenia l’objectiu d’aclarir algunes de les característiques de les cèl·lules sanes i de divisió ràpida per tal d’entendre millor la biologia de les cèl·lules cancerígenes.

Oró va estudiar la incorporació de formiat marcat amb carboni als teixits animals i el destí d’aquest compost. Va descobrir que una porció important del formiat metabolitzat per seccions de jejun es va incorporar a serina, cistationina i altres productes solubles en àcids, i una altra porció va ser oxidada a CO₂per un complex catalasa-peròxid d’hidrogen. Basant-se en aquest treball, Oró va demostrar que les molècules essencials per a la vida es poden sintetitzar a partir d’altres molt senzilles, com va ser el cas del formiat, que només té un carboni. A mitjan 1955, Oró havia Acabada la part experimental de la seva tesi doctoral i va pensar que estaria disposat a defensar-la en uns mesos. El degà de la Facultat de Medicina de Baylor va recomanar, però, que esperés fins al 1956; en cas contrari, la gent podria tenir la impressió que es podrien obtenir doctorats ràpidament a aquesta escola. En completar la seva tesi, Oró va ensenyar com a instructor al Departament de Química de la Universitat de Houston.

Va haver de treballar molt dur per fer front a les cinc assignatures que havia d’ensenyar a més d’escriure la seva tesi doctoral, cosa que no va ser fàcil, ja que encara no dominava l’anglès.

Al Departament de Química de la Universitat de Houston, Oró va treballar successivament com a professor ajudant (1956-1958) i professor associat (1958-1963) abans de ser nomenat professor titular, el 1963. Aleshores ja havia assolit un dels seus principals objectius. En investigació: sintetitzant adenina en condicions de laboratori. Després d’haver obtingut aminoàcids a partir de cianur d’hidrogen, aigua i amoníac (els resultats d’aquest experiment no es van publicar fins al 1960), es va centrar en la síntesi d’adenina a partir de glicina i diversos compostos simples.

Un estudiant seu va començar el treball experimental, que aviat semblava demostrar la producció de grans quantitats d’adenina. Oró va pensar que aquests rendiments havien de ser gairebé impossibles d’obtenir i va comprovar els resultats, només per adonar-se que el gràfic que l’alumne havia interpretat com a adenina corresponia de fet al dissolvent que s’havia utilitzat. Recordant els seus resultats anteriors, Oró va considerar la possibilitat de sintetitzar adenina a partir de cianur d’amoni. De fet, la cromatografia havia mostrat una petita taca corresponent a l’adenina. Potser seria capaç d’augmentar el rendiment d’adenina mitjançant l’ús de més cianur de nitrogen.

La nit de Nadal de 1959 va concentrar una barreja dels ingredients inicials i després va deixar reposar la solució durant la nit.

La nit de Nadal de 1959 va concentrar una barreja dels ingredients inicials i després va deixar reposar la solució durant la nit. L’endemà al matí, quan va tornar al laboratori, l’anàlisi cromatogràfica va revelar una gran taca negra, que sota llum ultraviolada es va confirmar que era adenina. Ho havia fet! Aquest experiment va obrir un nou camp d’investigació que finalment va conduir a la síntesi de laboratori de la resta de components dels àcids nucleics.

La conclusió més sorprenent que Oró va treure d’aquest resultat va ser que una molècula essencial per a la vida, com l’adenina, es podia sintetitzar a partir del cianur d’amoni, que és un compost letal per a la respiració. Melvin Calvin (premi Nobel de química pel seu treball sobre els mecanismes de la fotosíntesi el 1961) va ser un dels primers a reconèixer la importància de l’experiment d’Oró i el va convidar a unir-se al seu equip al Lawrence Radiation Laboratory de la Universitat de Califòrnia-Berkeley a estiu de 1962. Oró no va acceptar, escollint en canvi quedar-se a Houston.
El 1961, Oró va suggerir que les col·lisions cometàries amb la Terra podrien haver contribuït a augmentar la quantitat de compostos de carboni al planeta primerenc, promovent així la síntesi prebiòtica de molècules bioquímiques. També va suggerir que els cometes havien portat aigua a la Terra. De fet, fins i tot si es va suposar que el jove planeta Terra tenia aigua, probablement va escapar a l’espai exterior juntament amb alguna massa del planeta com a resultat d’una col·lisió amb un cos de la mida de Mart. Càlculs posteriors van mostrar que la quantitat de matèria carbonosa que va arribar a La Terra a conseqüència de les col·lisions cometàries podria haver estat de fins a 1012 grams.

Juntament amb Freeman Quimby van desenvolupar un petit espectròmetre de masses portàtil que podia analitzar molècules de baix pes molecular

Joan Oró
El 1963, Freeman Quimby, que va presidir el Departament de Ciències de la Vida de la NASA, va convidar Oró a unir-se al grup que treballaria en estudis de química orgànica del projecte Apollo. Va ser l’investigador principal de l’equip de la Universitat de Houston que va col·laborar en el projecte i que havia desenvolupat equips per analitzar químicament mostres lunars, tan in situ, a la Lluna, com al laboratori, un cop les mostres s’havien tornat a la Terra. Els dos científics van desenvolupar un petit espectròmetre de masses portàtil que podia analitzar molècules de baix pes molecular. Tot i que aquest dispositiu no es va utilitzar a la Lluna, va ser la base de l’espectròmetre de masses utilitzat en una altra missió de la NASA, el projecte víking a Mart. La participació en el projecte Apollo va permetre al laboratori d’Oró de la Universitat de Houston obtenir equips d’última generació per a la realització d’anàlisis moleculars, per exemple, un aparell que combina espectrometria de masses i cromatografia de gasos que era crucial per a anàlisis minucioses de mescles complexes. L’estudi de mostres lunars va confirmar el que molts científics ja havien sospitat durant anys: no hi havia vida a la Lluna.
El 20 de juliol de 1976, el primer lander de Mart va arribar a la superfície del planeta vermell. De les més d’una dotzena d’experiments realitzats a Mart amb l’ajut d’un robot, tres van tractar de biologia. El més important consistia a barrejar una mostra de sòl marcià amb una solució que contenia nutrients marcats amb 14C, incloent-hi glucosa i diversos aminoàcids simples com la glicina. Els biòlegs es van sorprendre quan la barreja produïa una gran quantitat de diòxid de carboni marcat amb 14C. Oró, però, havia sentit des del principi que la vida no es descobriria a la superfície de Mart a causa de l’alt grau d’oxidació i era escèptic respecte a la interpretació dels resultats. Quan va descobrir que l’àcid fòrmic era un dels components de la solució de prova, va tenir una explicació del resultat. Coneixia els mecanismes d’oxidació de l’àcid fòrmic que havia estudiat en el marc del seu doctorat. L’oxidació de l’àcid fòrmic és una reacció química no biològica comuna.

De les més d’una dotzena d’experiments realitzats a Mart amb l’ajut d’un robot, tres van tractar de biologia.

Oró va participar en el Programa de Cosmioquímica Orgànica de la NASA fins a la seva retirada el 1994, estudiant la síntesi orgànica en condicions primerenques de la Terra i analitzant mostres de meteorits, roques antigues i fòssils. Abans de la seva jubilació, i fins i tot després, Oró es va comprometre amb el món de la recerca tant als Estats Units com a Catalunya. Va presidir la primera reunió de la Societat Internacional per a l’Estudi de l’Origen de la Vida (ISSOL), que es va celebrar a Barcelona el 1973, i com a president d’ISSOL també va ser un dels organitzadors de la setena edició de la mateixa trobada, que també va tenir lloc a Barcelona, ​​el 1993, sota la direcció de l’autor d’aquest article. Va participar en la fundació de l’Associació d’Amics de Gaspar de Portolà (que promou els vincles acadèmics i culturals entre Califòrnia i Catalunya, principalment mitjançant un programa de beques), així com la Fundació Catalana per a la Recerca, que té com a missió fomentar la investigació científica a Catalunya. A Lleida, la seva ciutat natal, va crear la seva pròpia fundació (Fundació Joan Oró), l’objectiu de la qual és promoure la investigació bàsica i aplicada, així com els vincles entre empreses, universitats i centres de recerca.
El 1994, Oró es va retirar de les seves tasques acadèmiques i de recerca a la Universitat de Houston i va tornar a Catalunya. La seva dona Francesca (Paquita) havia mort el 1990 i el 1995 es va casar amb Antonieta Vilajoliu, de Balaguer, a Lleida, que també era vídua d’un difunt amic d’Oró.

Sempre havia desitjat que Catalunya tingués un centre d’astrofísica de primer ordre al Montsec

El projecte final d’Oró va ser ambiciós. Sempre havia desitjat que Catalunya tingués un centre d’astrofísica de primer ordre al Montsec (entre Barcelona i Lleida), on el cel estigui clar i amb prou feines hi hagi contaminació lleugera. 

Un estudi astronòmic i meteorològic realitzat per investigadors de la Universitat de Barcelona va confirmar que, de fet, el poble de Sant Esteve de la Farga, al Montsec, es trobava entre els millors emplaçaments de Catalunya per construir un observatori. El projecte, actualment en marxa, com els altres esforços i èxits d’Oró, té un triple objectiu: la investigació, l’educació i la divulgació de la ciència.

El prestigi d’Oró va transcendir la comunitat científica de Catalunya i Espanya, com ho demostra el reconeixement que va rebre de les universitats, les institucions polítiques i el públic en general.

A Espanya, Oró va obtenir els títols honoris causa de les universitats de Granada (1972) i Lleida (1999); va ser membre honorari de diverses societats científiques; i va rebre nombrosos premis, com la Medalla d’Or de la ciutat de Lleida (1976), la Medalla Narcís Monturiol al Mèrit Científic i Tecnològic (1982), la Gran Creu de l’Orde del Mèrit Aeronàutic (1983), el president Francesc Macià Medalla Laboral (2000), la Medalla d’Or al Mèrit Científic de l’Ajuntament de Barcelona (2002) i la Medalla d’Or de la Generalitat de Catalunya (2004). El 23 de juny de 2003, el rei d’Espanya li va atorgar el títol de marquesa d’Oró per la seva dedicació contínua al món científic a través dels seus nombrosos treballs de recerca, que «han contribuït, de manera notable, a millorar el coneixement de l’origen de la vida. «Per als seus braços, Oró va escollir la fórmula de l’adenina, segurament la primera molècula representada en un escut de la història de l’heràldica.

Sempre és difícil resumir la feina i els èxits d’un científic extraordinari; i el professor Joan Oró era una d’aquestes persones rares. Però podem intentar fer-ho enumerant alguns dels principals descobriments dels 30 anys de recerca realitzats sota la seva direcció.

El 1961, Oró va suggerir que les col·lisions cometàries amb la Terra primitiva havien aportat quantitats substancials de compostos que contenien carboni per a la síntesi prebiòtica de molècules bioquímiques

La primera síntesi prebiòtica d’adenina a partir de cianur d’hidrogen es va dur a terme durant el període 1959-1962. L’adenina és probablement la molècula biològica més important pel seu paper clau com a component essencial de l’ADN, l’ATP i altres molècules biològiques responsables del codi genètic, la replicació, la catàlisi enzimàtica i el metabolisme en tots els sistemes vius. Aquest treball va obrir una àrea de recerca que va conduir a la síntesi completa de tots els components dels àcids nucleics. El 1961, Oró va suggerir que les col·lisions cometàries amb la Terra primitiva havien aportat quantitats substancials de compostos que contenien carboni per a la síntesi prebiòtica de molècules bioquímiques.

Càlculs posteriors (1980-1982) van demostrar que la quantitat de matèria carbonosa adquirida per la Terra primitiva dels cometes era probablement de l’ordre de 1023 grams. Això és 100.000 vegades més gran que la massa total de la biosfera actual i explica la desaparició del gruix de l’atmosfera. Primària de la Terra com a resultat d’una col·lisió amb un cos de la mida de Mart, que va provocar l’evaporació de tots els volàtils i formació de la Lluna (sistema Terra- Lluna).

A partir del 1958, Oró va desenvolupar i aplicar nous mètodes de cromatografia- espectrometria de masses a l’anàlisi de compostos orgànics sintetitzats en condicions plausibles de la Terra primitiva o presents en mostres extraterrestres, com ara meteorits i mostres lunars. Va ser el primer a analitzar derivats d’aminoàcids volàtils aplicant aquests mètodes. El 1970, utilitzant fases òpticament actives, també va ser el primer a detectar enantiòmers D i L-amino en condrites carbonoses. Això va portar al treball de Kvenvolden i col·laboradors que van suggerir que els compostos orgànics es van sintetitzar químicament en cossos pares de meteorits fa més de 4,5 × 109 anys, quan es va formar el sistema solar.

Del 1964 al 1977, Oró va dissenyar, desenvolupar i provar un instrument per analitzar l’atmosfera i els components volàtils de la superfície del planeta Mart. Va suggerir la construcció d’un nou espectròmetre de masses miniaturitzat per cromatògraf de gasos per a la missió víking a Mart. Es van construir quatre instruments d’aquest tipus i es van integrar en quatre landers Viking Mart. Dues d’aquestes naus espacials van ser enviades a Mart el 1976 i van proporcionar la primera anàlisi de l’atmosfera i la superfície d’un altre planeta. Finalment es va obtenir una anàlisi completa de l’atmosfera i els components volàtils de la superfície, però no es van trobar compostos orgànics a Mart.

El 1976, Oró va oferir una interpretació química dels desconcertants resultats obtinguts per altres científics sobre la presència de vida a Mart. Basant-se en els seus treballs anteriors del 1956, Oró va ser capaç d’explicar que la sobtada i intensa producció de 14CO2 per les mostres de sòl marcià a la cambra d’assaig de Viking no es va deure al ràpid metabolisme dels presumptes microorganismes marcians, sinó a l’oxidació química catalítica dels nutrients provats, especialment l’àcid fòrmic, marcats amb 14C per ferro i altres òxids actius presents a les mostres de Mart. L’absència d’evidències sobre la vida a Mart va aturar el desenvolupament de plans per la NASA per a la posterior exploració tripulada del planeta vermell.

El 1976, Oró va oferir una interpretació química dels desconcertants resultats obtinguts per altres científics sobre la presència de vida a Mart.

Durant el 1978-1980, Oró va demostrar l’oxidació fotocatalítica dels compostos orgànics en condicions marcianes simulades. Els resultats van mostrar que qualsevol matèria orgànica present a la superfície del planeta vermell que hagués estat exposada a la radiació ultraviolada del Sol tindria una vida útil molt curta i s’oxidaria a CO₂ i H₂O. Això va proporcionar una explicació de la sorprenent absència de compostos orgànics a la superfície marciana i proves addicionals en suport de l’absència de vida a Mart.

El 1963, Oró va ser el primer a suggerir que la síntesi de macromolècules biològiques, com ara polipèptids i polinucleòtids, es podria dur a terme mitjançant agents condensants, com ara derivats de cianamida i imidazol. De fet, això es va demostrar en molts experiments posteriors que es van dur a terme al laboratori d’Oró a la Universitat de Houston. La cianamida és present al medi interestel·lar, on és una Molècula orgànica important. Durant els anys 1982-1984, molts derivats d’imidazol es van sintetitzar al laboratori d’Oró en possibles condicions primitives de la Terra.

Del 1978 al 1984, el laboratori d’Oró va ser capaç de sintetitzar la majoria dels components fosfolípids de les membranes cel·lulars, inclosa la fosfatidilcolina i la fosfatidiletanolamina

Del 1978 al 1984, el laboratori d’Oró va ser capaç de sintetitzar la majoria dels components fosfolípids de les membranes cel·lulars, inclosa la fosfatidilcolina i la fosfatidiletanolamina. Utilitzant aquestes molècules amfifíliques, va ser possible obtenir vesícules liposòmiques similars a les membranes de la majoria de les cèl·lules vives, demostrant així per primera vegada com es podrien haver format les membranes dels organismes vius.

Als anys vuitanta, el laboratori d’Oró va dur a terme la síntesi prebiòtica d’histidina, histidil-histidina i diversos coenzims fosforilats i altres compostos enzimàticament actius. Teòricament es van desenvolupar models protocel·lulars que impliquen liposomes i molècules d’ARN catalíticament actives. Els experiments actuals estan comprovant la validesa d’aquests models.

Oró finalment va tornar a Espanya el 1994, després de retirar-se de la Universitat de Houston. Durant els deu anys següents, va dedicar les seves energies i atenció a la ciència i la cultura al seu país d’origen, Catalunya. Joan Oró va morir a la ciutat de Barcelona el 2 de setembre de 2004, plorat per la seva segona dona i els seus quatre fills. Tot i això, la seva obra continua motivant i inspirant. Avui, tot i que l’enigma de l’origen de la vida encara està lluny de resoldre’s, ha perdut la major part del seu mantell de misteri i comença a entendre’s en termes moleculars gràcies a la intel·ligència i l’esforç de científics destacats com el professor Joan Oró.