Nobel de Química 2024 a avances en predicción de estructuras de proteínas con IA
Los norteamericanos David Baker y John Jumper y el británico Demis Hassabis ganaron este miércoles el Premio Nobel de Química 2024, por sus trabajos capaces de predecir la estructura de las proteínas sirviéndose de la inteligencia artificial (IA).
Baker, un bioquímico de 62 años, fue merecedor de la mitad del galardón por sus avances sobre el “diseño computacional de proteínas”, mientras que Hassabis y Jumper compartieron la otra mitad por “la predicción de las estructuras de las proteínas”, indicó el jurado.
Baker “logró la hazaña casi imposible de construir proteínas completamente nuevas”, explicó el jurado. “Entre una infinidad de aplicaciones científicas, los investigadores ahora pueden comprender mejor la resistencia a los antibióticos y crear imágenes de enzimas que pueden descomponer el plástico”, añadió.
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Interrogado por el jurado del Nobel, David Baker se dijo “muy entusiasmado y muy honrado”.
“Estaba dormido cuando sonó el teléfono, lo levanté y escuché el anuncio, entonces mi esposa empezó a gritar”, declaró.
“Más poderosos”
El investigador explicó que está muy impresionado con “todas las formas en que el diseño de proteínas puede ahora hacer del mundo un lugar mejor”, en campos como la salud, la medicina, la tecnología y la sostenibilidad.
“Nuestros nuevos métodos de IA son mucho más poderosos” que los tradicionales, explicó.
El dúo formado por Demis Hassabis, de 48 años, y John Jumper, nacido en 1985, y que dirige Google Deepmind, ha “desarrollado un modelo de inteligencia artificial para resolver un problema de hace 50 años: predecir las estructuras complejas de las proteínas”, según el jurado.
Su modelo de IA, Alphafold, puede predecir la estructura tridimensional de las proteínas en función de su aminoácido.
“Con la ayuda de esta IA, lograron predecir la estructura de casi la totalidad de los 200 millones de proteínas identificadas por los investigadores”, añade.
Los dos hombres, citados entre los favoritos, ya habían recibido el prestigioso Premio Lasker en 2023.
“Me quedé atónito y en blanco durante unos minutos”, dijo Hassabis a la agencia TT.
Sobre su trabajo con John Jumper, dijo que “ha sido un verdadero desafío para la biología informática”.
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“Un logro monumental”
Google DeepMind felicitó a los dos investigadores en la red social X.
“Este es un logro monumental para la IA, la biología informática y la ciencia misma”, afirmó el laboratorio de investigación.
Heiner Linke, presidente del Comité Nobel de Química, dijo en una conferencia de prensa que “las proteínas son las moléculas que permiten la vida”.
“Las proteínas son bloques de construcción que forman huesos, piel, cabello y tejidos”, agregó.
La forma de las proteínas es clave ya que determina su función. “Para entender cómo funciona la vida, primero necesitamos entender la forma de las proteínas”, dijo Linke.
En 2023, los tres galardonados recibieron el premio Fundación BBVA Fronteras del Conocimiento en Biomedicina por sus trabajos en ese tema.
El año pasado, el Premio Nobel de Química recayó en un trío por su investigación sobre nanopartículas llamadas puntos cuánticos: Moungi Bawendi (Estados Unidos-Francia-Túnez), Louis Brus (Estados Unidos) y Alexei Ekimov (Estados Unidos, nacido en la URSS).
Más allá del Premio Nobel de Química
El premio de Física del martes fue para el estadounidense John Hopfield y el británico-canadiense Geoffrey Hinton por sus trabajos pioneros sobre el aprendizaje automático, una herramienta empleada en el desarrollo de la inteligencia artificial.
El lunes se otorgó el de Medicina a los científicos estadounidenses Victor Ambros y Gary Ruvkun por su descubrimiento del microARN y su papel en la regulación de los genes.
La temporada de estos galardones continúa esta semana con el anuncio de los esperados premios de Literatura el jueves y de la Paz el viernes. El de Economía cerrará la serie el lunes 14 de octubre.
Para los ganadores de 2024, el cheque que acompaña al premio es de 11 millones de coronas suecas, el equivalente a un millón de dólares o más de 970.000 euros.
Otorgados desde 1901, los Premios Nobel honran a aquellos que, en palabras del creador del premio y científico Alfred Nobel, “confirieron el mayor beneficio a la humanidad”.
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La pérdida de masa terrestre en la cuenca del río Arun, a 75 km de distancia, hace que el Everest suba hasta 2 mm por año, según dijeron los investigadores del University College de Londres (UCL), en Reino Unido.
“Es un poco como lanzar una carga de un barco”, le dijo a la BBC Adam Smith, coautor del estudio. “El barco se vuelve más liviano y por lo tanto flota un poco más alto. De manera similar, cuando la corteza terrestre se aligera… puede flotar un poco más alto”.
La presión causada por la colisión de las placas india y euroasiática hace entre 40 y 50 millones de años formó el Himalaya, y la tectónica de placas sigue siendo la razón principal de su continuo ascenso.
Pero la red del río Arun es un factor que también contribuye al ascenso de las montañas, según el equipo del UCL.
A medida que el Arun fluye a través del Himalaya, va eliminando material del lecho del río, y por tanto de la corteza terrestre. Esto reduce la presión sobre el manto (la capa que está debajo de la corteza), y hace que la corteza adelgazada se flexione y flote hacia arriba.
Este efecto se llama rebote isostático. La investigación, publicada en la revista Nature Geoscience, añade que esta fuerza ascendente provoca que el Everest y otros picos cercanos, incluidos el Lhotse y el Makalu, la cuarta y quinta montañas más altas del mundo, también se eleven.
“El Monte Everest y sus picos vecinos están creciendo porque el rebote isostático los está elevando más rápido de lo que la erosión los desgasta”, le dijo a la BBC el Matthew Fox, coautor del estudio.
“Podemos ver que crecen unos dos milímetros por año usando instrumentos de GPS y ahora entendemos mejorpor qué está sucediendo”.
Algunos geólogos que no participaron en el estudio dijeron que la teoría era plausible, pero que había muchos aspectos de la investigación que aún eran inciertos.
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“Emocionante”
El Everest se encuentra en la frontera entre China y Nepal, y su parte norte está en el lado chino. El río Arun desciende desde el Tíbet hacia Nepal, y luego se une a otros dos ríos para formar el Kosi, que más tarde ingresa al norte deIndia para encontrarse con el Ganges.
Transporta una gran cantidad de sedimentos debido a la pendiente pronunciada de las montañas por las que fluye y a la fuerza con la que lo hace, lo que le permite erosionar grandes cantidades de roca y suelo a su paso.
Sin embargo, los investigadores del UCL afirman que probablemente ganó su verdadera fuerza cuando “capturó” otro río o cuerpo de agua en el Tíbet hace 89.000 años, lo que, en términos geológicos, es un evento reciente.
El académico chino Xu Han, de la Universidad de Geociencias de China, fue el autor principal del estudio durante una beca en el UCL.
“La cambiante altura del Monte Everest resalta realmente la naturaleza dinámica de la superficie de la Tierra”, comentó.
“La interacción entre la erosión del río Arun y la presión ascendente del manto terrestre le da un impulso al Monte Everest”, lo que le confiere una elevación adicional.
El profesor Hugh Sinclair, de la Escuela de Geociencias de la Universidad de Edimburgo, en Escocia, quien no participó en el estudio, afirmó que el proceso subyacente identificado por el equipo del UCL es razonable.
Sin embargo, agregó que las cantidades exactas y los tiempos de incisión del río (o cómo el río corta hacia abajo en su lecho y profundiza su cauce) y el consecuente levantamiento de la superficie de los picos circundantes tienen grandes incertidumbres.
“En primer lugar, predecir la incisión de un río en cuencas tan grandes en respuesta a la captura de drenaje (un río que captura a otro río o lago) es un desafío”, comentó.
Esta incertidumbre es algo que los autores han reconocido en el estudio.
En segundo lugar, dijo Sinclair, la distancia sobre la cual las montañas se elevan desde un punto de erosión intensiva localizado es extremadamente difícil de predecir.
“Sin embargo, incluso considerando estas reservas, la posibilidad de que parte de la elevación excepcional del Everest esté relacionada con el río representa una perspectiva emocionante”.
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