El Premio Nobel de Química 2024 fue anunciado este miércoles y los galardonados fueron David Baker, Demis Hassabis y John M. Jumper por sus respectivos trabajos sobre las proteínas, anunció la Real Academia Sueca de Ciencias. “Los químicos llevan mucho tiempo soñando con comprender y dominar por completo las herramientas químicas de la vida: las proteínas. Este sueño está ahora a nuestro alcance”, destacaron desde la institución que otorgó el reconocido galardón.

El premio fue dividido en dos. Hassabis y Jumper lo ganaron por utilizar “con éxito” la inteligencia artificial para predecir la estructura de casi todas las proteínas conocidas. Baker, en tanto, por dominar los componentes básicos de la vida y crear proteínas completamente nuevas. “El potencial de sus descubrimientos es enorme”, resaltó el jurado de manera oficial.

El trabajo conjunto de Hassabis y Jumper utiliza la inteligencia artificial para lograron predecir la estructura tridimensional de una proteína a partir de una secuencia de aminoácidos. “Esto les permitió predecir la estructura de casi todos los 200 millones de proteínas conocidas”, destacaron los especialistas.

Por su parte Baker fue distinguido por haber desarrollado métodos informáticos para lograr lo que muchas personas creían imposible: crear proteínas que antes no existían y que, en muchos casos, tienen funciones completamente nuevas.

Los ganadores del Nobel de Química 2024

Baker nació en 1962 en Seattle, Estados Unidos. Doctor en 1989 por la Universidad de California, actualmente se desempeña como profesor en la Universidad de Washington. Hassabis nació en 1976 en Londres, Reino Unido, obtuvo un doctorado en 2009 por el University College London, y se desempeña como director ejecutivo de Google DeepMind en su país. Jumper, en tanto, nació en 1985 en Estados Unidos. Doctor en 2017 por la Universidad de Chicago, es uno de los científicos investigadores sénior en Google DeepMind, en el Reino Unido.

La fascinación de John Jumper por el universo fue lo que le hizo empezar a estudiar física y matemáticas. Sin embargo, en 2008, cuando empezó a trabajar en una empresa que utilizaba superordenadores para simular proteínas y su dinámica, se dio cuenta de que el conocimiento de la física podía ayudar a resolver problemas médicos.

Cuando Baker empezó a estudiar en la Universidad de Harvard se decantó por la filosofía y las ciencias sociales. Sin embargo, durante un curso de biología evolutiva se topó con la primera edición del ya clásico libro de texto Molecular Biology of the Cell (Biología molecular de la célula), lo que le hizo cambiar de rumbo en la vida. 

Empezó a explorar la biología celular y, con el tiempo, se fascinó por las estructuras de las proteínas. Cuando, en 1993, empezó como jefe de grupo en la Universidad de Washington en Seattle, se enfrentó al gran reto de la bioquímica. 

Así los retrata el Comité Nobel: tres niños inventando estructuras. Imagen: Johan Jarnestad/Real Academia Sueca de Ciencias

Mediante ingeniosos experimentos, empezó a explorar cómo se pliegan las proteínas. Esto le proporcionó conocimientos que se llevó consigo cuando, a finales de los años 90, empezó a desarrollar un software informático que pudiera predecir las estructuras de las proteínas.

Un superdotado

Hassabis empezó a jugar al ajedrez a los cuatro años y alcanzó el nivel de maestro a los 13. En su adolescencia, comenzó una carrera como programador y desarrollador de juegos de éxito. Fue entonces que comenzó a explorar la inteligencia artificial y se dedicó a la neurociencia, donde hizo varios descubrimientos revolucionarios.

En 2010 cofundó DeepMind, una empresa que desarrolló modelos magistrales de IA para juegos de mesa populares. 

La empresa se vendió a Google en 2014 y, dos años después, DeepMind atrajo la atención mundial cuando la empresa logró lo que muchos creían que era el santo grial de la inteligencia artificial: vencer al campeón de uno de los juegos de mesa más antiguos del mundo, el Go. 

Tras esta victoria, su equipo estaba preparado para abordar problemas de mayor importancia para la humanidad, por lo que en 2018 se inscribió en la decimotercera competición CASP.

Algo sobre las Proteínas

La diversidad de la vida da testimonio de la asombrosa capacidad de las proteínas como herramientas químicas. Controlan y dirigen todas las reacciones químicas que, en conjunto, constituyen la base de la vida. Las proteínas también funcionan como hormonas, sustancias señalizadoras, anticuerpos y componentes básicos de diferentes tejidos.

Las proteínas están formadas por 20 aminoácidos diferentes, que pueden describirse como los componentes básicos de la vida. En 2003, David Baker logró utilizar estos componentes para diseñar una proteína nueva que no se parecía a ninguna otra. Desde entonces, su grupo de investigación ha producido una proteína tras otra, incluidas proteínas que pueden utilizarse como fármacos, vacunas, nanomateriales y sensores diminutos.

El segundo descubrimiento se refiere a la predicción de la estructura de las proteínas. En las proteínas, los aminoácidos están unidos entre sí en largas cadenas que se pliegan formando una estructura tridimensional, que es decisiva para la función de la proteína. Algunas parecen fibras y resultan en estructuras resistentes a la tensión, como el pelo.
Pero otras se pliegan sobre si mismas y capturan tesoros, como hace la hemoglobina cuando retiene el oxígeno que respiramos.
Desde los años 70, los investigadores habían intentado predecir la estructura de las proteínas a partir de las secuencias de aminoácidos, pero esto era notoriamente difícil. Sin embargo, hace cuatro años se produjo un avance sorprendente.

En 2020, Demis Hassabis y John Jumper presentaron un modelo de inteligencia artificial llamado AlphaFold2. Con su ayuda, han podido predecir la estructura de prácticamente todas las 200 millones de proteínas que los investigadores han identificado. Desde su gran avance, AlphaFold2 ha sido utilizado por más de dos millones de personas de 190 países. Entre una gran cantidad de aplicaciones científicas, los investigadores ahora pueden comprender mejor la resistencia a los antibióticos y crear imágenes de enzimas que pueden descomponer el plástico.

La vida no podría existir tal como la conocemos sin las proteínas. El hecho de que ahora podamos predecir las estructuras proteicas y diseñar nuestras propias proteínas es un gran beneficio para la humanidad.

Premios Nobel 2024

Tras el anuncio de este miércoles el jueves será el turno el premio de Literatura; el de la Paz llegará el viernes; y el galardón de Economía, creado más recientemente, cierra el evento el próximo lunes. 

La temporada de entrega de estos prestigiosos galardones comenzó este lunes con el de Medicina, que quedó en manos de los investigadores estadounidenses Victor Ambros y Gary Ruvkun por su hallazgo del micro-ARN, un nuevo tipo de molécula ARN minúscula que tiene un papel crucial en la regulación de la actividad de los genes.

El martes, en tanto, fue el momento del Premio Nobel de Física. El estadounidense John Hopfield y el británico Geoffrey Hinton fueron reconocidos por sus descubrimientos fundamentales que permiten el aprendizaje automático con redes neuronales artificiales y que dieron su aporte a la inteligencia artificial.