La Real Academia Sueca de las Ciencias ha otorgado el Premio Nobel de Química 2013 a los investigadores Martin Karplus, Michael Levitt y Arieh Warshel “por el desarrollo de modelos multiescala para sistemas químicos complejos”. Los trabajos de los tres galardonados en los años 70 son la base de las avanzadas simulaciones informáticas que se emplean hoy en química.
Hace años los químicos solían crear sus modelos moleculares utilizando bolas y palos de plástico. Hoy esta tarea se lleva a cabo con ordenadores, un trabajo que se inició en la década de los 70 con el trabajo de los investigadores Martin Karplus, Michael Levitt y Arieh Warshel.
Son los tres galardonados con el Premio Nobel de Química de este año, según acaba de anunciar la La Real Academia Sueca de las Ciencias, quien reconoce su aportación al desarrollo de “modelos multiescala para sistemas químicos complejos”.
"Hemos creado modelos informáticos para saber, a partir de las estructuras de las proteínas, cómo van a funcionar", ha comentado Warshel en directo tras conocer la noticia. El químico destaca que su investigaciones han tenido aplicaciones en el diseño de fármacos, aunque, también “para satisfacer mi curiosidad".
Los tres premiados trabajan en EE UU y tienen doble nacionalidad, la estadounidense y la de su país de origen. Martin Karplus nació en 1930 en Viena (Austria) y se doctoró en 1953 en el California Institute of Technology. Es profesor emérito en la Universidad de Harvard.
El británico Michael Levitt nació en Pretoria (Sudáfrica) y se doctoro en la Universidad de Cambridge. Actualmente es profesor de la Escuela de Medicina de la Universidad de Stanford. Por su parte, Arieh Warshel es de Israel, donde nació en 1940. Está asociado a la University of Southern California, en Los Angeles.
La unión de la manzana y el gato
Los premiados sentaron las bases para los avanzados programas informáticos que se usan actualmente para entender y predecir los procesos químicos uniendo la fisica clásica y cuántica. Estos dos ámbitos se han representado con una manzana –la de Newton– y un gato –el de Schrödinger– durante el anuncio del premio.
La ventaja de la física clásica es la facilidad de sus cálculos y la posibilidad de modelizar grandes moléculas. Sin embargo, no ofrece una herramienta para simular las reacciones químicas. Aquí entra en juego la física cuántica, aunque presenta el inconveniente de que sus operaciones requieren una enorme potencia de cálculo y se aplican para pequeñas moléculas.
Karplus, Levitt y Warshel supieron conjugar las ventajas de ambas disciplinas. Así, por ejemplo, para simular cómo un medicamento se acopla a su proteína diana en el cuerpo, se emplean la física cuántica para analizar los átomos concretos que interactúan con el fármaco, pero se simula todo el resto de la proteína con la menos exigente física clásica.
En la actualidad los ordenadores son una herramienta tan importante para los químicos como lo es el tubo de ensayo. Las simulaciones son tan realistas que se puede predecir con exactitud el resultado de los experimentos antes de ejecutarlos.
La Real Academia Sueca de las Ciencias ha concedido la mitad de este galardón al bioquímico estadounidense David Baker por diseñar desde cero nuevas proteínas mediante su programa RoseTTAFold. La otra mitad la comparten el británico Demis Hassabis y el también estadounidense John M. Jumper, ambos de la empresa DeepMind de Google, que lograron predecir las estructura proteicas con IA.
Un estudio internacional con participación del CSIC ha demostrado que reemplazar un solo átomo en posiciones estratégicas de la secuencia genética puede revertir su dirección de rotación. Según los autores, el hallazgo podría convertirse en una importante diana terapéutica al desempeñar un papel importante en diversos procesos biológicos.
