Nobel de química para los descifradores de las proteínas, la base de la vida

BarcelonaLa Real Academia Sueca de las Ciencias ha adjudicado un premio Nobel de química coral a tres investigadores por su contribución al desarrollo y comprensión de las proteínas, auténticas piezas de ingeniería para crear vida y que hasta hace relativamente poco eran desconocidas para la comunidad científica. El galardón reconoce a David Baker, director del Instituto de Diseño de Proteínas de la Universidad de Washington, "por haber diseñado proteínas empleando herramientas computacionales”, y Demis Hassabis y John M. Jumper, de Google DeepMind, "para hacer posible la predicción de la estructura de las proteínas".

“La vida no podría existir sin proteínas. Que ahora podamos predecir su estructura y diseñar nuevas confiere el mayor de los beneficios a la humanidad”, asegura la Real Academia Sueca de las Ciencias en un comunicado. De hecho, el jurado ha valorado el impacto que sus estudios pueden tener en la vida de las personas. "Para comprender cómo funcionan las proteínas, necesitas saber qué fila hacen, y eso es lo que los premiados de este año han conseguido", valoraba Johan Aqvis, miembro del Comité del Nobel de Química.

La labor de estos tres investigadores se ha centrado en desarrollar, a través de cálculos matemáticos y últimamente también gracias a la inteligencia artificial (IA), nuevas proteínas que ayuden a mejorar la calidad de vida de las personas. Por ejemplo, con la creación de productos farmacéuticos, vacunas y nanomateriales. Además, sus investigaciones ya permiten predecir cómo se relacionarán estas proteínas entre ellas y con otras enzimas sin tener que aplicar las técnicas experimentales más tradicionales.

Tras el anuncio, Baker ha expresado que se siente "profundamente emocionado y honrado" por la distinción y ha subrayado la importancia de la inteligencia artificial (IA) en el campo de la ciencia. "Tiene un impacto espectacular; hace muchos años que trabajamos en estos modelos y la IA ha provocado un incremento muy importante en la capacidad de creación respecto a la ciencia tradicional", ha asegurado.

Origamis genéticos

Las proteínas son las trabajadoras de las células, es decir, son las moléculas que se encargan de llevar a cabo las funciones que dicta el ADN para la supervivencia y el buen funcionamiento de los tejidos. Están formadas por 20 moléculas más pequeñas, los aminoácidos, que son los ladrillos básicos de la vida. Entenderlas era antes extremadamente complicado, porque las mismas cadenas de aminoácidos podían plegarse de una forma u otra y adquirir funciones muy diversas. Como si fueran hojas de papel que se transforman en origamis.

Antes de la llegada de las herramientas que los premiados con el Nobel han desarrollado, los investigadores podían tardar varios años en resolver una sola proteína. Ahora, estas herramientas permiten resolver la estructura de una proteína en horas.

Más en concreto, David Baker (Seattle, 1962) es el creador de RoseTTAfold, un programa que es capaz, por un lado, de predecir la estructura tridimensional que adopta una cadena de aminoácidos al plegarse para dar lugar a una proteína funcional y, por otra, de diseñar proteínas nuevas desde cero. En 2003, este investigador logró diseñar una nueva proteína por primera vez y, desde entonces, con su equipo se han creado para fármacos, nanomateriales y sensores mediante RoseATTAfold.

Por su parte, Hassabis (Londres, 1976) y John Michael Jumper (Arkansas, 1985), ambos investigadores de la empresa DeepMind, de Google, desarrollaron el programa AlphaFold y recientemente AlphaFold2 con el que, con intel licencia artificial, pueden predecir la estructura que adoptarán los 200 millones de proteínas descubiertas hasta ahora en organismos de nuestro planeta. De hecho, esta potentísima herramienta ya se ha utilizado para acelerar el descubrimiento de nuevos fármacos y abre la puerta a desarrollar nuevas herramientas biológicas.

El padre de la proteína que protege del coronavirus

Como ejemplo de su trabajo, Baker expuso sentirse particularmente orgulloso de una nueva proteína que crearon durante la pandemia "que permite proteger el cuerpo del coronavirus". "La posibilidad de poder diseñar y crear todo un abanico de proteínas de nuevo me parece fantástico. Ahora podemos crear todo un nuevo mundo de proteínas que mejoren la vida y muchas áreas", ha insistido. Baker ha recibido la llamada que le confirmaba como uno de los tres ganadores del Nobel de química mientras todavía dormía. "Cuando lo ha oído, mi mujer se ha puesto a gritar y prácticamente no he podido oír nada más de la llamada. Es un día especial y único", ha dicho emocionado.

Para Toni Gabaldón, investigador Icrea y jefe del grupo de genómica comparada del Instituto de Investigación Biomédica (IRB Barcelona) y del Barcelona Supercomputing Center (BSC-CNS), “las dos líneas de investigación reconocidas con el Nobel de química de este año son claramente disruptivas”. Según este científico, "Alphafold es ya una herramienta imprescindible en la investigación biológica, donde ya ha abierto nuevos horizontes". Baker, por su parte, "ha abierto una nueva puerta a una nueva química inspirada en la naturaleza con capacidad de generar proteínas sintéticas con propiedades interesantes".

El también investigador Icrea Alfonso Valencia, director de ciencias de la vida en el BSC-CNS, cuyos trabajos científicos han sido cruciales y clave para el desarrollo de los dos programas reconocidos, valora que los premios Nobel reconocen “el avance más significativo de la IA”. Y destaca que Baker ha liderado el movimiento para la publicación en abierto del programa, para beneficio de toda la comunidad científica y para el uso responsable de estas nuevas tecnologías.