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Premio Nobel Química 2018

Universidad Central de Venezuela

Facultad de Ciencias

Coordinación de Extensión

Serie de artículos divulgativos sobre los Premios Nobel 2018

QUÍMICA

El poder de la evolución para diseñar proteínas revolucionarias

 

Desde que las primeras semillas de la vida surgieron hace unos 3.700 millones de años, diferentes organismos se han extendido hasta los lugares más insospechados de la Tierra, llegando a aguas termales, la profundidad de los océanos y los desiertos más áridos, todo porque la evolución ha resuelto una serie de problemas químicos. Las herramientas químicas de la vida, las proteínas, han sido optimizadas, modificadas y renovadas constantemente, creando la increíble diversidad que conocemos ahora. Los tres premiados con el Nobel de Química de 2018 han logrado poner las riendas a esa fuerza de la naturaleza en nuestro propio beneficio.

La Academia de Ciencias Sueca otorgó el miércoles 03 de octubre, el Premio Nobel de Química a la científica estadounidense Frances H. Arnold, compartido con el estadounidense George Smith y el británico Gregory P. Winter,  por su trabajo sobre la evolución de enzimas, sus descubrimientos en el área de la genética “para desarrollar proteínas que resuelven los problemas químicos de la humanidad. El premio se divide en dos partes, una para Arnold y otra para Smith y Winter.

Los galardonados tomaron los principios de la evolución porque desarrollaron proteínas que luego sirvieron para producir desde nuevos materiales y biocombustibles más limpios hasta medicamentos y terapias innovadoras.

Frances H. Arnold

Arnold nació en Pittsburgh, 25 de julio de 1956, científica  estadounidense. Se graduó inicialmente en ingeniería mecánica y aeroespacial antes de obtener un doctorado en química,  estudió en grandes universidades estadounidenses como Princeton, Berkeley y el California Institute of Technology (Caltech), donde enseña y dirige un laboratorio de investigación. Esta versatilidad en distintos campos contribuyó a su forma creativa de enfocar los problemas, algo que ella reconoce hoy en día en Caltech, que permite a estudiantes de campos muy diferentes integrarse al laboratorio de Arnold.

Durante años la científica intentó rediseñar enzimas a través de “métodos racionales”, intentando comprender la arquitectura de estas moléculas complejas construidas con 20 tipos diferentes de aminoácidos.

Frances H. Arnold se convirtió hoy en la quinta mujer que recibe el Premio Nobel de Química, además de la segunda galardonada en una categoría de ciencias en la edición de este año. Arnold es una pionera de lo que se llama la “química verde”. Su método de ”evolución dirigida”, que permite dirigir por primera vez enzimas en la dirección deseada trabajando directamente con pequeños tramos de ADN y con las proteínas que codifica, facilitó la creación de nuevas enzimas de laboratorio y revolucionó la manera en que investigadores crean desde remedios y detergentes más eficientes hasta procesos industriales más ecológicos. Las enzimas catalizan todas las reacciones de la vida. Son lo que te permite extraer materiales y energía de tu entorno y convertir eso en músculo, tejido y grasa.

En el 2016 ganó el Premio de Tecnología del Milenio, entregado por la Academia de Tecnología de Finlandia. Arnold afirmó en ese entonces que “quería crear enzimas que resolvieran problemas de la humanidad, no solo problemas para una célula que los fabrica”. Se puede hacer biocombustibles con enzimas, se puede curar enfermedades con enzimas, se puede limpiar tu ropa mejor con enzimas.

Es pionera en la investigación de métodos de evolución dirigida para crear sistemas biológicos útiles, incluyendo enzimas, rutas metabólicas, circuitos de regulación genética y organismos.

 

Arnold es una científica con una larga trayectoria, también recibió la Medalla Nacional de Tecnología e Innovación de Estados Unidos que le dio el presidente Barack Obama en 2013. Esta científica y madre de tres hijos fue también la primera mujer, y una de las pocas personas, en ser nombrada en las tres Academias Nacionales estadounidenses de Ingeniería, Ciencias y Medicina.

George Smith

Smith nació en 1941 en Noralk, Estados Unidos, y obtuvo su doctorado en la Universidad de Harvard. Actualmente es profesor de la Universidad de Missouri.

En 1985, Smith desarrolló un método conocido como phage display, en el que un bacteriógafo, un virus que infecta una bacteria, puede ser usado para dirigir la evolución de nuevas proteínas, y consiste en usar un bacteriófago, es decir, un virus que infecta a las bacterias, para desarrollar nuevas proteínas.

Gregory P. Winter

Winter nació en 1951 en Leicester, Inglaterra, y recibió su doctorado en la Universidad de Cambridge. Actualmente es investigador emérito del Laboratorio de Biología Molecular MRC en Cambridge, Reino Unido.

Winter usó el método de Smith para dirigir la evolución de anticuerpos, con el fin de producir nuevos fármacos.El primer medicamento desarrollado con esa técnica y aprobado para uso humano en 2002, adalimumab, se utiliza para tratar la artritis reumatoide, la psoriasis y las enfermedades inflamatorias del colon.

Desde entonces, el método ha sido usado para producir anticuerpos que pueden neutralizar toxinas, combatir enfermedades autoinmunes y curar en algunos el cáncer.

Winter dice que desde que surgieron las primeras semillas de la vida hace unos 3.700 millones de años, casi cada espacio y grieta en la Tierra se ha poblado con diferentes organismos,

“La vida ha florecido en fuentes termales, en océanos profundos y desiertos secos, gracias a que la evolución logró resolver problemas químicos”.

Gregory Winter recibió el premio Príncipe de Asturias en 2012.

Desde la llegada del phage display ”se han producido anticuerpos que pueden neutralizar toxinas, contrarrestar las enfermedades autoinmunes y curar el cáncer en fase de metástasis”, señala la Academia sueca.

Realizado por:

MaryLorena AraujoFreschi

Directora de la Escuela de Química.

Facultad de Ciencias.

Universidad Central de Venezuela.

 

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