La Real Academia de Ciencias de Suecia ha dado a conocer hoy miércoles 4 de octubre el Premio Nobel de Química. El galardón ha sido para Jacques Dubochet (Universidad de Lausana), Joachim Frank (Universidad de Columbia) y Richard Henderson (Universidad de Cambridge) por el desarrollo de la criomicroscopía electrónica. Esta técnica, según ha explicado Göran K. Hansson, secretario general de la entidad, es un "método excelente para ver las moléculas de la vida".
El Comité Nobel ha destacado la contribución de los premiados al "desarrollar la criomicroscopía electrónica para la determinación de la estructura en alta resolución de biomoléculas en solución". En 1990, Richard Henderson logró utilizar un microscopio electrónico para generar una imagen tridimensional de una proteína a resolución atómica, lo que demostró el potencial de esta tecnología.
Por su parte, Joaquim Frank diseñó un método para procesar las fotografías obtenidas, lo que permitió que la criomicroscopía electrónica esté disponible para todo el mundo. El tercer galardonado, Jacques Dubochet, dio un paso clave para que el microscopio electrónico evolucionase hacia la crimicroscopía electrónica al ser capaz de vitrificar agua, un hito que ayudó a que las biomoléculas 'retuvieran' su forma natural incluso cuando eran sometidas a vacío.
Qué es exactamente la criomicroscopía electrónica
Según explicó a Hipertextual Eva Nogales, catedrática de la Universidad de California y especialista en este campo, la criomicroscopía electrónica es una tecnología que "usa electrones para visualizar objetos a resolución de nanómetros". "Cuando se estudian materiales inertes se alcanza una resolución menor a 1 Amstrong (Å), es decir, vemos átomos individuales en una sola imagen", comentó. El problema de esta aproximación es que al pasar cientos de electrones por la muestra, las estructuras biológicas se rompían. Para solucionarlo, los científicos premiados con el Nobel de Química vieron que era posible preservar el estado hidratado de las moléculas y sistemas, por lo que el agua no podía sublimarse, mediante la disminución de la temperatura hasta la del nitrógeno líquido.
"De esta manera la difusión de los radicales formados durante la ionización es muy lenta, así que nos permite obtener imágenes a alta resolución", aseguraba Eva Nogales. La superposición de los centenares de fotografías captadas con la criomicroscopía electrónica evitaba que las imágenes fueran borrosas, permitiendo obtener una alta resolución y visualizar estructuras a nivel tridimensional. El equipo de Eva Nogales, que colabora con Jennifer Doudna —una de las científicas que sonaban para el Nobel de Química—, logró emplear esta tecnología para fotografiar en detalle el sistema CRISPR-Cas9. La criomicroscopía electrónica también ha sido utilizada, por ejemplo, para obtener 'retratos robot' del virus del Zika, lo que abría la puerta al desarrollo de fármacos y vacunas.
La científica española que «fotografió» por primera vez las tijeras CRISPR-Cas9
Obtener información acerca de la estructura de las moléculas biológicas nos permite comprender mejor qué función tienen en las células y en los tejidos o entender cómo interaccionan con otros componentes de los seres vivos. Según explica a Hipertextual Rafael Fernández-Leiro, del Centro Nacional de Investigaciones Oncológicas, "actualmente la proteína más pequeña resuelta a alta resolución es la hemoglobina (64kDa), pero proteínas por debajo de 100 kDa son todavía extremadamente complicadas". Su grupo utiliza la criomicroscopía electrónica, considerada como la mejor tecnología de 2015 de acuerdo con la revista Nature Methods, para el diseño de nuevos medicamentos contra el cáncer, de una forma similar a las aplicaciones que durante décadas ha tenido la cristalografía de rayos X en el campo de la biología estructural.
No se han cumplido las predicciones
El anuncio del premio Nobel de Química no ha confirmado las predicciones realizadas durante los últimos días, que apuntaban a que los pioneros de la edición genómica podrían llevarse este galardón. Las quinielas sugerían que Emmanuelle Charpentier, Jennifer Doudna o Feng Zhang podían ganar el Nobel por sus estudios sobre CRISPR-Cas, aunque también sonaba el español Francis Mojica o el norteamericano George Church por sus relevantes contribuciones a una técnica que permite editar el genoma con suma facilidad y rapidez.
Durante los últimos días también se han dado a conocer los galardones en Medicina y Física. En el primer caso, el Comité Nobel reconoció a Jeffrey C. Hall, Michael Rosbash y Michael W. Young por estudiar los mecanismos moleculares que controlan los ritmos circadianos o 'relojes biológicos'. El segundo premio fue para Rainer Weiss, Kip Thorne y Barry Barish, tal y como decían las apuestas para los premios Nobel de 2017, por el descubrimiento de las ondas gravitacionales. Por el momento ninguna mujer ha sido premiada en esta edición, siguiendo la tónica habitual de estos galardones. Mañana jueves 5 de octubre será el turno del Nobel de Literatura, mientras que el viernes 6 se conocerá el Nobel de la Paz y el lunes 9 el premio de Economía.