París:
El Premio Nobel de Química fue otorgado el miércoles a tres científicos que ayudaron a desentrañar el perdurable misterio de las proteínas, algunos de los componentes básicos de la vida.
Demis Hassabis y John Jumper del laboratorio DeepMind de Google utilizaron técnicas de inteligencia artificial para predecir la estructura de las proteínas, lo que permitió al bioquímico David Baker diseñar proteínas completamente nuevas nunca vistas en la naturaleza.
Se espera que estos avances conduzcan a numerosos avances, desde el descubrimiento de nuevos fármacos hasta enzimas que degradan contaminantes.
Aquí hay una explicación de la ciencia detrás del Premio Nobel.
¿Qué es la proteína?
Las proteínas son moléculas que “actúan como fábricas de todo lo que sucede en nuestro cuerpo”, explicó a la AFP el investigador de proteínas David Calibero, de la Universidad de Birmingham (Reino Unido).
El ADN proporciona el modelo para cada célula. Luego, las proteínas utilizan esta información para convertir esa célula en algo específico, como una célula cerebral o una célula muscular.
La proteína se compone de 20 tipos de aminoácidos. El orden en que comienzan estos ácidos determina en qué estructura 3D se retorcerán y plegarán.
Mary Carroll, presidenta de la Sociedad Química Estadounidense, comparó su funcionamiento con un cable telefónico antiguo.
“Se puede estirar el cable telefónico y obtener una estructura unidimensional”, explicó a la AFP.
“Luego volverá en forma 3D”, añadió.
Entonces, si los químicos quieren dominar las proteínas, necesitan comprender cómo las secuencias 2D se convierten en estas estructuras 3D.
“La naturaleza ya proporciona miles de proteínas diferentes, pero a veces queremos que hagan algo que aún no saben cómo hacer”, afirmó la bioquímica francesa Sophie Saquin-Mora.
¿Qué hizo la IA?
El trabajo de anteriores premios Nobel demostró que los químicos deberían poder observar secuencias de aminoácidos y predecir su estructura.
Pero no fue tan fácil. Los químicos lucharon durante 50 años; incluso hubo una competencia bienal llamada “Olimpíadas de las Proteínas” donde muchos fallaron la prueba de predicción.
Entran Hasabis y Jumper. Entrenaron su modelo de inteligencia artificial Alphafold en todas las secuencias de aminoácidos conocidas y sus estructuras correspondientes.
Dada una secuencia desconocida, Alphafold la compara con las anteriores, reconstruyendo lentamente el rompecabezas en tres dimensiones.
Después de que la proteína AlphaFold2 de nueva generación aplastara los Juegos Olímpicos de 2020, los organizadores pensaron que habían resuelto el problema.
El modelo predice ahora la estructura de casi la totalidad de los 200 millones de proteínas conocidas en la Tierra.
¿Qué pasa con las nuevas proteínas?
El bioquímico estadounidense Baker empezó en el extremo opuesto del proceso.
Primero, diseñó una estructura proteica completamente nueva que nunca se había visto en la naturaleza.
Luego, utilizando un programa informático que desarrolló llamado Rosetta, pudo crear la secuencia de aminoácidos que lo inició.
Para lograrlo, Rosetta rastreó todas las estructuras proteicas conocidas, buscando pequeños fragmentos de proteínas similares a la estructura que quería crear.
Luego, Rosetta los modificó y propuso una secuencia que podría terminar como marco.
¿Para qué es todo esto?
Dominar pequeñas máquinas tan básicas e importantes como las proteínas podría tener una enorme cantidad de usos potenciales en el futuro.
“Nos permite comprender mejor cómo funciona la vida, por qué se desarrollan ciertas enfermedades, cómo se desarrolla la resistencia a los antibióticos o por qué ciertos microbios pueden descomponer los plásticos”, dice el sitio web del Nobel.
La creación de proteínas completamente nuevas podría conducir a nuevos nanomateriales, medicamentos y vacunas específicos o sustancias químicas más respetuosas con el clima, añadió.
Cuando se le pidió que eligiera su proteína favorita, Baker señaló la que diseñó “durante la pandemia y que protege contra el coronavirus”.
“Me entusiasmó mucho un spray nasal con una pequeña proteína de diseño que podría proteger potencialmente contra todos los virus pandémicos”, dijo en la ceremonia del Nobel a través de un enlace de vídeo.
Callebiro destacó lo “transformadora” que sería esta investigación.
“Creo que esto es sólo el comienzo de una era completamente nueva”.
(Esta historia no fue editada por el personal de NDTV y se generó automáticamente a partir de un feed sindicado).
