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miércoles, 9 de octubre de 2024

Nobel de Química para la predicción de la estructura y el diseño computacional de proteínas

Análisis Clínicos y Bioquímica Clínica
rocio.rodriguez
Mié, 09/10/2024 - 11:51
Premio Nobel de Química de 2024

El Premio Nobel de Química 2024 se centra en las proteínas, "las ingeniosas herramientas químicas de la vida". La Asamblea Nobel del Instituto Karolinska de Estocolmo ha distinguido con el premio al estadounidense David Baker "por lograr la hazaña casi imposible de construir tipos de proteínas completamente nuevos", y al británico Demis Hassabis y el estadounidense John Jumper "por desarrollar un modelo de inteligencia artificial para resolver un problema de hace 50 años: predecir las estructuras complejas de las proteínas". Estos descubrimientos, señalan desde Estocolmo, tienen un potencial enorme.

La Academia del Nobel destaca que la diversidad de la vida da testimonio de la asombrosa capacidad de las proteínas como herramientas químicas. Controlan y dirigen todas las reacciones químicas que, en conjunto, constituyen la base de la vida. Las proteínas también funcionan como hormonas, sustancias señalizadoras, anticuerpos y componentes básicos de diferentes tejidos.

"Uno de los descubrimientos que se premian este año se refiere a la construcción de proteínas espectaculares. El otro se refiere a la realización de un sueño de hace 50 años: predecir las estructuras de las proteínas a partir de sus secuencias de aminoácidos. Ambos descubrimientos abren enormes posibilidades”, ha afirmado Heiner Linke, presidente del Comité Nobel de Química.

El premio, uno de los más prestigiosos del mundo científico, está dotado con 1,1 millones de dólares. La mitad ha sido concedida a Baker, que trabaja en la Universidad de Washington en Seattle, y la otra mitad será compartida por Hassabis y Jumper, que trabajan en Google Deepmind en Londres. El año pasado estos tres investigadores recibieron el Premio Fronteras del Conocimiento de la Fundación BBVA en la categoría de Biomedicina "por revolucionar el estudio y el diseño de proteínas mediante esta tecnología para desarrollar nuevos tratamientos clínicos".

Por qué el Nobel para las proteínas

Las proteínas están formadas por 20 aminoácidos diferentes, que pueden describirse como los componentes básicos de la vida. En 2003, David Baker logró utilizar estos componentes para diseñar una proteína nueva que no se parecía a ninguna otra. Desde entonces, su grupo de investigación ha producido una proteína tras otra, incluidas proteínas que pueden utilizarse como fármacos, vacunas, nanomateriales y sensores diminutos.

El segundo descubrimiento se refiere a la predicción de la estructura de las proteínas. En las proteínas, los aminoácidos están unidos entre sí en largas cadenas que se pliegan formando una estructura tridimensional, que es decisiva para la función de la proteína. Desde los años 70, los investigadores habían intentado predecir la estructura de las proteínas a partir de las secuencias de aminoácidos, pero esto era notoriamente difícil. Sin embargo, hace cuatro años se produjo un avance sorprendente.

En 2020, Demis Hassabis y John Jumper presentaron un modelo de inteligencia artificial llamado AlphaFold2. Con su ayuda, han podido predecir la estructura de prácticamente todos los 200 millones de proteínas que los investigadores han identificado. Desde su gran avance, AlphaFold2 ha sido utilizado por más de dos millones de personas de 190 países. Entre una gran cantidad de aplicaciones científicas, los investigadores ahora pueden comprender mejor la resistencia a los antibióticos y crear imágenes de enzimas que pueden descomponer el plástico.

"La vida no podría existir sin las proteínas. El hecho de que ahora podamos predecir las estructuras proteicas y diseñar nuestras propias proteínas es un gran beneficio para la humanidad", resaltan desde Estocolmo.

"Uno de los Nobel más merecidos"

"Me parece uno de los Nobel más merecidos. Baker ha sido líder de la más grande revolución en biociencias de los últimos años, ser capaces de empezar a dominar el lenguaje de las proteínas. Ahora somos capaces de predecir la estructura espacial y del diseño de proteínas sintéticas, ambas, cosas imposibles hace muy poco", destaca en declaraciones a SMC España Marc Güell, del Departamento de Medicina y Ciencias de la Vida, Bioingeniería de Sistemas de la Universitat Pompeu Fabra.

Para Modesto Orozco, líder del grupo Molecular Modelling and Bioinformatics en el IRB Barcelona, "el Premio Nobel de Química de 2024 reconoce el espectacular avance obtenido en estos últimos años en la ingeniera de proteínas por métodos teóricos. Los avances premiados por la academia han permitido no solo asignar estructura a secuencias de aminoácidos, sino también diseñar nuevas proteínas con secuencias y funciones no exploradas por la naturaleza, abriendo posibilidades insospechadas en la ingeniería molecular".

Nobel de Medicina para Victor Ambros y Gary Ruvkun, por el hallazgo del microARN, Nobel de Química para Bertozzi, Meldal y Sharpless por el desarrollo de técnicas que permitirán construir nuevas moléculas y fármacos, Premio Nobel de Química para los padres de la organocatálisis asimétrica
Por su parte, Alfonso Valencia, profesor ICREA y director de Ciencias de la Vida en el Centro Nacional de Supercomputación de Barcelona (BSC), señala
La academia sueca ha premiado a David Baker "por el diseño computacional de proteínas" y a Demis Hassabis y John M. Jumper "por la predicción de la estructura de las proteínas". Off R. R. García-Abadillo Investigación Genética Microbiología y Enfermedades Infecciosas Inmunología Endocrinología Investigación Off

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