La Real Academia Sueca de las Ciencias ha otorgado, este 4 de octubre, el Premio Nobel de Química 2017 a Jacques Dubochet, de la Universidad de Lausana, Suiza, a Joachim Frank, de la Universidad de Columbia, Estados Unidos de América y a Richard Henderson del Laboratorio de Biología Molecular de Cambrigde, Reino Unido, “por el desarrollo de la criomicroscopía electrónica, que permite determinar en alta resolución las estructuras de biomoléculas en solución“.

La bioquímica entra en una nueva era

Pronto se podrán obtener imágenes a resolución atómica de la compleja maquinaria de la vida, afirma el boletín de prensa de la mencionada Real Academia sueca, fechado esta mañana, desde la ciudad de Estocolmo. Los galardonados lograron gracias a este nuevo método, simplificar y mejorar la obtención de imágenes de las moléculas de la vida, llevando la bioquímica a una nueva era.

Las imágenes son claves para entender. Los descubrimientos científicos a menudo se basan en poder visualizar bien los objetos que son invisibles al ojo humano. Sin embargo, hasta la fecha los mapas bioquímicos se han llenado de espacios en blanco porque la tecnología disponible tenía dificultades para generar imágenes de gran parte de la maquinaria molecular de la vida. La criomicroscopía electrónica lo ha cambiado todo. Los investigadores pueden ahora congelar las biomoléculas en movimiento y visualizar procesos que nunca antes se habían visto, lo cual es decisivo tanto para la comprensión básica de la química de la vida, como para el desarrollo de productos farmacéuticos.

Revolución científica

From blobology to atomic resolution. The electron microscope’s resolution has radically improved in the last few years, from mostly showing shapeless blobs to now being able to visualise proteins at atomic resolution / Ilustración: Martin Högbom / Real Academica Sueca de las Ciencias

Durante mucho tiempo se pensó que los microscopios electrónicos solo podían ser útiles para captar imágenes de materia muerta, porque el poderoso haz de electrones destruía el material biológico. Pero en 1990, Richard Henderson logró utilizar un microscopio electrónico para generar una imagen tridimensional de una proteína a resolución atómica. Este avance demostró el potencial de la técnica.

Joachim Frank hizo que esta tecnología se pudiera aplicar de forma general. Entre 1975 y 1986 desarrolló un método de procesamiento de imágenes en el que se analizan las fotografías bidimensionales difusas que toma el microscopio electrónico y después se fusionan para revelar una estructura tridimensional definida.

Jacques Dubochet agregó agua a la microscopía electrónica. El agua líquida se evapora en el vacío que se genera dentro de los microscopios electrónicos, lo que hace que las biomoléculas colapsen. A principios de los años ochenta, Dubochet consiguió vitrificar el agua. La enfrió con tanta rapidez que se solidificó en su forma líquida alrededor de una muestra biológica, permitiendo así que las biomoléculas conservaran su forma natural, incluso en el vacío.

Ejemplos de estructuras atómicas de biomoléculas conseguidas con criomicroscopia electrónica : a) proteína que controla los ritmos circadianos, b) sensor auditivo y c) virus del Zika. / Imágenes: Real Academia Sueca de las Ciencias.

Después de estos descubrimientos, se han optimizado todas las piezas del microscopio electrónico. La resolución atómica deseada fue alcanzada en el 2013, y ahora los científicos pueden producir de forma rutinaria las estructuras tridimensionales de las biomoléculas. En el transcurso de los últimos años, la literatura científica se ha llenado de imágenes de todo tipo, desde proteínas que causan resistencia a antibióticos, hasta la superficie del virus Zika. La bioquímica se enfrenta ahora a un desarrollo explosivo y está preparada para encarar este futuro emocionante.

Fuente: Real Academia Sueca de las Ciencias

Boletín original: http://www.kva.se/en/pressroom/pressmeddelanden/nobelpriset-i-kemi-2017