Ciencia para todos T05E04: El Premio Nobel de Química de 2022 y los otros Nobel de ciencias

Por Francisco R. Villatoro, el 12 octubre, 2022. Categoría(s): Ciencia • Física • Historia • Noticias • Physics • Podcast Ciencia para Todos (SER) • Química • Recomendación • Science

Te recomiendo escuchar el episodio T05E04, «El Premio Nobel de Química de 2022», 06 oct 2022 [a partir de 01:19:38 min.], del programa de radio “Ciencia para Todos”, en el que participo junto a Enrique Viguera (Universidad de Málaga), coordinador de Encuentros con la Ciencia. Esta sección semanal del programa “Hoy por Hoy Málaga” presentado por Esther Luque Doblas (y en esta ocasión por Isabel Ladrón de Guevara), que se emite todos los jueves (hoy de forma excepcional se emitió un miércoles) en la Cadena SER Málaga (102.4 FM) sobre las 13:30. Enrique y yo hemos intervenido desde nuestras propias casas.

Hemos entrevistado al Doctor Ezequiel Pérez-Inestrosa Villatoro, Catedrático del Departamento de Química Orgánica de la Universidad de Málaga, para que nos hable del Premio Nobel de Química de 2022. Queríamos presentar la conexión de los premios Nobel con nuestra universidad, así que también hablamos del Premio Nobel de Fisiología o Medicina al hilo de la colaboración de Enrique con el grupo de Pääbo. Y no olvido mencionar el Premio Nobel de Física de 2022, aunque su relación con Málaga no es tan directa. Más información sobre estos premios en «Premio Nobel de Fisiología o Medicina 2022: Svante Pääbo por la paleogenómica y el genoma neandertal», LCMF, 03 oct 2022; «Premio Nobel de Física 2022: Aspect, Clauser y Zeilinger por ser pioneros del uso del entrelazamiento cuántico en información cuántica», LCMF, 04 oct 2022; «Premio Nobel de Química 2022: Meldal y Sharpless por la química en un clic, y Bertozzi por la química bioortogonal», LCMF, 05 oct 2022.

Puedes escuchar el episodio en Play SER, «El Premio Nobel de Química de 2022», 06 oct 2022 [a partir de 01:19:38 min.].

Esther: Estamos en la semana de la ciencia, en la que se anuncian los Premios Nobel de ciencias, aunque la gala de entrega de las medallas será el día 10 de diciembre. En esta semana cientos de científicos de todo el mundo se ponen nerviosos esperando a que les llamen por teléfono desde Suecia. Pero la mayoría se quedarán con las ganas, pues como mucho nueve pueden recibirla. El lunes 3 de octubre se anunció el Premio Nobel de Medicina. Enrique, ¿estarás contento porque es un tema de genética?

Enrique: El sueco Svante Pääbo, que investiga en Alemania, es el padre de la paleogenómica y ha logrado el Premio Nobel de Fisiología o Medicina de 2022. La paleogenóma es una disciplina que permite extraer ADN a partir de restos fósiles «y llegar a conocer caracteres como, por ejemplo, color del pelo, color de la piel, grupo sanguíneo o incluso relaciones de parentesco si hemos encontrado varios individuos». Svante lideró la secuenciación del genoma del hombre de neandertal, extinguido hace entre 30 000 y 40 000 años. Como padre de esta disciplina ha recibido este merecido galardón.

«Yo no he colaborado directamente con Pääbo, pero sí con uno de los miembros de su grupo, el doctor Matthias Meyer. De hecho, en junio de este año estuvimos la profesora Ana Grande y yo en el Instituto Max Planck de Antropología Evolutiva donde trabaja Svante, donde impartimos sendos seminarios. Todos están contentísimos, lógicamente».

Algunos de nuestros oyentes recordarán que en abril de 2019 hablamos en el programa de la paleogenómica de la Península Ibérica. Yo colaboro con un equipo de investigación de la Sima del Ángel, en Lucena, Córdoba, liderado por Cecilio Barroso, «quien publicó un artículo en Science con Svante». Allí se extrajeron muestras de ADN de altísima calidad que se integraron en un proyecto dirigido por Carles Lalueza-Fox a nivel de toda la Península Ibérica. Este artículo se publicó en la revista Science y reconstruyó la historia genética de todos los habitantes de la Península Ibérica desde el Neolítico, hace 8000 años, usando técnicas de análisis de ADN antiguo que fueron desarrolladas por el equipo de Pääbo. Me ha alegrado mucho que recibiera un muy merecido Premio Nobel de Medicina.

Esther: El martes 4 de octubre se anunció el Premio Nobel de Física. Francis, ¿tú fuiste capaz de predecir quiénes fueron los ganadores?

Francis: Todos los años publico una predicción de los premios Nobel en mi blog. Este año predije el domingo siete investigadores y he acertado cuatro ellos, más por casualidad que otra cosa: los tres ganadores del de Nobel de Física y la ganadora del de Química. Los padres de las tecnologías de información cuántica, claves en la futura internet cuántica y en los futuros ordenadores cuánticos, el francés Alain Aspect, el estadounidense John Clauser y el austriaco Anton Zeilinger eran candidatos al Nobel más firmes desde hace más de 20 años. Y ya les tocaba, por eso predije que recibirían el Nobel el año pasado, y fallé, pero decidí repetir la predicción este año, y acerté.

Clauser hizo una serie de experimentos a principios de la década de 1970, Aspect a principios de la década de los 1980 y Zeilinger durante la década de los 1990 que mostraron que la Naturaleza cuántica de la realidad no es compatible la existencia de una teoría clásica estadística subyacente, como pensaban grandes científicos como Einstein. Estos experimentos fueron revolucionarios en su época. Pero lo más relevante es que dichos experimentos fueron la base para una serie de tecnologías cuánticas que se empezaron a desarrollar durante la década de los 1990 y que en este siglo han permitido desarrollar los primeros ordenadores cuánticos y los sistemas comerciales de cifrado de información basados en criptografía cuántica. Los experimentos de los galardonados son hoy de uso común en todos los laboratorios de física cuántica del mundo.

Esther: Francis, siendo tú físico, ¿también pudiste predecir la ganadora del Premio Nobel de Química? ¿No dicen que los físicos sabéis muy poco de Química?

Francis: Así es, Esther, los físicos estudiamos muy poca Química en nuestra carrera. Pero este año la estadounidense Carolyn Bertozzi, la madre de la química bioortogonal, estaba en todas las quinielas al Nobel. Así que predije que ganaría este año y acerté un tercio del premio.

Había varios químicos que podían acompañarla en este galardón, entre ellos destacaba el estadounidense Barry Sharpless, que ya había recibido un Premio Nobel de Química en 2001; la verdad, no me atreví a incluirlo en mi predicción del domingo pasado porque me parecía casi imposible que recibiera un segundo Nobel. Pero me equivoqué, para mi sorpresa y la sorpresa de muchos, Sharpless ha logrado su segundo Premio Nobel, junto al danés Morten Meldal, el tercer galardonado, ambos por haber concebido la llamada química clic (que me gusta llamar química en un clic).

Solo cinco científicos en toda la historia han recibido dos premios Nobel, la primera fue Marie Curie en Física en 1903 y en Química en 1911. Y solo un químico había recibido dos Nobel de Química, Frederick Sanger, que los recibió en 1958 y 1980. Y ahora ya son dos los químicos vivos con dicho logro.

Esther: Lo mejor es que nos cuente este Nobel de Química un químico que haya usado la química clic en su laboratorio. Tenemos al teléfono al Doctor Ezequiel Pérez-Inestrosa Villatoro, Catedrático del Departamento de Química Orgánica de la Universidad de Málaga. [Saludos] Lo primero, ¿es usted familiar de Francis?

Ezequiel: «No, la verdad es que en alguna ocasión en la que hemos coincido lo hemos comentado, pero no hemos encontrado orígenes comunes».

Esther: ¿Qué es la química clic? Parece un nombre muy raro para una rama de la química. ¿Por qué se llama química clic?

Ezequiel: «La química clic, o más bien el concepto de clic, lo desarrollan estos investigadores premiados, pero creo que habría que distinguir entre los dos químicos, Barry Sharpless y Morten Medal, y la química, Carolyn Bertozzi. Los dos químicos proponen y desarrollan el concepto de química clic in vitro, es decir, en laboratorio, en matraces, en reactores, etc. La idea es construir moléculas grandes a partir de moléculas pequeñas. La idea es emular a los LEGO, que con pequeñas piezas permite crear objetos más grandes. La clave del concepto clic es que la reacción se hace de forma simple, muy eficiente, muy rápida y que consigue rendimientos y eficiencias importantes. En principio se aplicó a una reacción química llamada cicloadición de alquino-azida catalizada por cobre, un nombre largo pero que describe para los químicos todo lo que interviene. Con esta reacción se unen dos moléculas para construir una molécula mayor que pueda tener la utilidad o la aplicación que se considere».

Francis: El otro galardonado, Morten Meldal, descubrió una reacción química llamada cicloadición de alquino-azida catalizada por cobre, que es el paradigma de la reacción clic. Ezequiel, ¿nos podrías contar en un lenguaje sencillo que puedan entender nuestros oyentes en qué consiste esta reacción y qué papel juega el cobre en esta reacción?

Ezequiel: «El cobre es un catalizador, una sustancia que en cantidades pequeñas provoca que la reacción ocurra. Sin el cobre la reacción no ocurre, si mezclamos los dos fragmentos no se unen, salvo que haya cobre en el medio. El cobre, digamos, dispara la reacción y hace que el proceso sea muy eficiente».

Francis: El cobre es tóxico para los seres vivos. El trabajo de la galardonada, Carolyn Bertozzi, consistió en reemplazarlo por una sustancia que no fuera tóxica. Por cierto, ella es lesbiana y una gran activista del colectivo LGTBIQ+. Todo el colectivo se ha alegrado mucho de que por primera vez un Premio Nobel de ciencias haya ido para alguien del colectivo. Ezequiel, ¿cuál es el aporte de Bertozzi con su química bioortogonal aplicada a los sistemas biológicos?

Ezquiel: «El nombre es bioortogonal, no es biortogonal; muchas veces se confunde con dos veces ortogonal. Bioortogonal consiste en hacer exactamente lo mismo de la química clic de Sharpless y Meldal, pero no hacerlo in vitro, sino dentro de una célula viva. Llevar a cabo esta reacción en una entidad viva, en un sistema biológico, que permite crear nuevas moléculas para el estudio in situ que corresponda. Su gran aporte es dar el paso necesario para que la reacción ocurra dentro de las células que están vivas».

Esther: Profesor, estas químicas clic y bioortogonal, ¿las habéis usado en los laboratorios de la Universidad de Málaga?

Ezequiel: «Nuestro grupo de investigación usa todo lo que nos permite desarrollar ciencia de forma eficiente; en algún momento, para algunas aplicaciones y con ciertos objetivos hemos desarrollado este tipo de reacción. Y se desarrollan en otros laboratorios andaluces».

Esther: Por poner ejemplos concretos, ¿para qué sirven los avances en química logrados por Bertozzi, Meldal y Sharpless? ¿Cómo nos afectan a nuestra vida actual?

Ezequiel: «El objetivo fundamental es usar una reacción química muy eficiente que se puede hacer en medio acuoso, un disolvente propio de los sistemas vivos. Por ello permite desarrollar nuevos medicamentos, nuevos sistemas de monitorización de las interacciones entre ciertas moléculas y los seres vivos, interacción tanto a nivel de la membrana, como internalizada dentro de la célula. Los avances de los galardonados han permitido avanzar mucho en la investigación y en el conocimiento sobre muchas aplicaciones en farmacología y otras áreas, con un gran impacto en nuestra sociedad».

Francis: Y no olvidemos que, aparte de las aplicaciones en sistemas vivos, desarrollo de fármacos y, sobre todo, la aplicación en ciencia básica para el estudio del comportamiento de ciertas moléculas de la membrana de las células, trabajos ligados a Bertozzi, el trabajo de Meldal y Sharpless ha sido fundamental en la industria química, para el desarrollo de muchos productos químicos, como herbicidas, abrillantadores, retardadores de la corrosión, etc. Hay muchísimos productos químicos que hoy en día se fabrican con reacciones químicas que usan el concepto de química clic.

Esther: Agradecemos al Doctor Ezequiel Pérez-Inestrosa Villatoro, Catedrático del Departamento de Química Orgánica de la Universidad de Málaga, que nos haya explicado el Premio Nobel de Química de este año, cómo se aplica en la UMA y qué aplicaciones tiene. [Despedida y cierre].



Deja un comentario