Los Nobel 2017

Por Martín Bonfil Olivera
Dirección General de Divulgación de la Ciencia, UNAM
Publicado en Milenio Diario, 8 de octubre  de 2017

Ondas gravitacionales

Como ocurre cada año, esta primera semana de octubre trajo consigo los anuncios de los premios Nobel. Y como cada año, este comentarista de la ciencia se las ve negras para tratar de decir algo sobre los tres premios en áreas científicas en el exiguo espacio de su columna.

Comencemos por el de física: lo recibieron el alemán Rainer Weis y los estadounidenses Barry C. Barish y Kip S. Thorne “por sus contribuciones decisivas a [el diseño de] el detector LIGO y la [primera] observación de ondas gravitacionales” (corchetes míos). Como ya comenté sobre él en este espacio, en su momento (18 de febrero de 2016), sólo mencionaré que la gran importancia del descubrimiento, que confirma nuevamente la teoría de la relatividad de Einstein, queda de manifiesto por lo rápido que se le reconoció con el Nobel: sólo un año después de haber sido realizado.

Estructura de un ribosoma,
determinada mediante
microscopía crioelectrónica

El premio de química, por su parte, lo recibieron el suizo Jacques Dubochet, el alemán Joachim Frank y el escocés Richard Henderson, “por desarrollar la microscopía crio-electrónica para determinar las estructuras de alta resolución de biomoléculas en solución”. Se trata de un avance importante porque, en biología molecular, la forma de las moléculas que constituyen a los seres vivos es la clave para entender su función.

La microscopía electrónica tradicional no muestra más que imágenes borrosas de moléculas como el ADN o las proteínas. Para determinar su estructura detallada, átomo por átomo, se usa desde la década de los 50 la técnica de cristalografía de rayos X, que es extremadamente laboriosa y requiere que las moléculas se encuentren ordenadas en el espacio (como ocurre en un cristal o una fibra). Muchas biomoléculas no cumplen este requisito. En la década de los 80, Henderson logró mejorar la resolución del microscopio electrónico al refinar sus aspectos técnicos y utilizando nitrógeno líquido para enfriar las muestras. Al mismo tiempo, en los 70 y 80, Frank había desarrollado técnicas computacionales para procesar las distintas imágenes borrosas y bidimensionales de una misma molécula que el microscopio electrónico podía ofrecer, “promediándolas” y generando así un modelo tridimensional de la misma.

Finalmente, Dubochet desarrolló un método que permite esquivar otro de los grandes problemas de la microscopía electrónica: que se hace en el vacío, lo que causa que el agua que normalmente rodea a la gran mayoría de las moléculas biológicas se evapore, lo que altera su estructura. Dubochet logró enfriar el agua hasta que formara no un sólido (pues los cristales de hielo también dan al traste con la estructura de las biomoléculas), sino un fluido ultraviscoso: agua vitrificada. Gracias a esto, combinado con los avances realizados por sus dos colegas, la microscopía crio-electrónica de alta resolución se volvió una realidad, y el análisis de la estructura detallada de los sistemas vivos dio un salto cuántico que seguramente proporcionará enormes avances en las ciencias biológicas y de la salud.

El reloj circadiano de una célula

Por último, el Nobel de medicina o fisiología lo recibieron los estadounidenses Jeffrey C. Hall, Michael Rosbash y Michael W. Young, “por sus descubrimientos de los mecanismos moleculares que controlan el ritmo circadiano”. Ellos identificaron, en los años 80 y 90, el gen period, que fabrica la proteína PER –molécula maestra del reloj biológico de muchos organismos– y descifraron su función. El ritmo de fabricación de PER durante la noche, y el de su degradación durante el día, similar a los relojes de agua que mantienen el ritmo gracias a un recipiente que se va llenando hasta que se desequilibra y se vacía, y luego vuelve a comenzar a llenarse (aunque en realidad el mecanismo es mucho más complejo, y en él participan múltiples genes y moléculas que forman ciclos de retroalimentación), explica desde los ritmos de las flores que se abren al amanecer y se cierran por la noche hasta el ciclo sueño-vigilia de los humanos, central para la salud.

Tres Nobeles, tres avances grandiosos en ciencia.

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Contacto: mbonfil@unam.mx

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