El Premio Nobel de Química 2024 fue otorgado a tres científicos cuyas investigaciones han transformado el campo de la biología molecular mediante el uso de la inteligencia artificial y la computación avanzada, y en este caso el prestigioso galardón le fue entregado a David Baker por el "diseño de proteínas mediante computación", así como a los científicos de DeepMind, la división de IA de Google, Demis Hassabis y John M. Jumper por su trabajo en la "predicción de la estructura de proteínas" utilizando esta tecnología.
Recordemos que las proteínas son componentes esenciales para la vida, con aplicaciones que van desde la medicina hasta la biotecnología, además se trata de macromoléculas formadas por cadenas de aminoácidos y su correcta predicción ha sido un desafío durante décadas.
De hecho, el proceso de plegado proteico es crucial porque un pequeño error en la estructura puede causar enfermedades graves, como el Alzheimer o el cáncer. Sin embargo, hasta hace poco, el plegamiento de una proteína podía tomar años de estudio experimental.
Y es aquí es donde AlphaFold, la inteligencia artificial creada por Hassabis y Jumper revolucionó el campo, al ser capaz de predecir la estructura tridimensional de casi todas las proteínas conocidas con una precisión sin precedentes.
El impacto global de AlphaFold
Gracias a esta herramienta desarrollada por los científicos de Google DeepMind, se ha podido predecir la estructura de cerca de 200 millones de proteínas de distintos organismos en la Tierra.
Además, AlphaFold ha sido utilizado por más de dos millones de científicos en 190 países y su código está disponible públicamente, lo que ha facilitado el acceso a esta tecnología a la comunidad global.
Esto también ha multiplicado su impacto debido a que ha facilitado el desarrollo de nuevos medicamentos al permitir diseñar fármacos más específicos y eficaces, y también ha sido clave para la creación de proteínas sintéticas con aplicaciones industriales y ecológicas.
Diseño de nuevas proteínas: el aporte de David Baker
Por otro lado, el científico David Baker, de la Universidad de Washington, ha llevado el campo aún más lejos con el diseño computacional de proteínas debido a que, mientras que AlphaFold predice cómo se pliegan las proteínas naturales, este bioquímico ha logrado crear proteínas completamente nuevas que no existen en la naturaleza.
En 2003, diseñó la primera proteína "de novo", llamada Top7, con una estructura y función inéditas. Este hito demostró que es posible diseñar proteínas con funciones específicas desde cero, abriendo la puerta a la creación de proteínas personalizadas para usos médicos e industriales.
Mientras que utilizando el software Rosetta, desarrollado en su laboratorio, Baker ha diseñado proteínas que pueden funcionar como vacunas, sensores diminutos y nanomateriales, que tienen el potencial de ser utilizadas para el tratamiento de enfermedades como el cáncer y la creación de nuevos materiales con propiedades únicas.
Asimismo, su investigación ha contribuido a una industria química más verde, reduciendo el uso de productos químicos dañinos y fomentando el uso de proteínas en procesos industriales sostenibles.
Avances en medicina y biotecnología
Las investigaciones de estos científicos no solo representan un avance en la comprensión de la biología, sino que tienen implicaciones prácticas profundas.
En medicina, la predicción precisa de la estructura proteica permite el diseño de fármacos dirigidos que interactúan específicamente con proteínas vinculadas a enfermedades, esto acelera el desarrollo de tratamientos para enfermedades complejas, incluidos nuevos medicamentos contra el cáncer y vacunas más eficientes.
En biotecnología, las proteínas diseñadas por Baker y su equipo podrían ser la clave para el desarrollo de materiales sintéticos avanzados, nuevos biosensores para diagnósticos médicos y enzimas que ayuden en la creación de biocombustibles o la descomposición de desechos plásticos.
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