La IA ayuda descifrar la estructura de las proteínas

El Premio Nobel de química con un valor superior a 1 millón de dólares, fue entregado a científicos de Estados Unidos y del Reino Unido por haber logrado descifrar un antiguo problema que estaba en el tapete de la ciencia desde hace 50 años como son las sorprendentes estructuras de las proteínas que permitirán entender cómo funcionan los componentes básicos de la vida a nivel molecular, abriendo enormes posibilidades para la ciencia y la medicina.

QUÉ SON LAS PROTEÍNAS

Las proteínas son moléculas esenciales para la vida que participan en prácticamente todos los procesos biológicos, desde la digestión hasta la defensa inmunológica. Su función depende directamente de su estructura tridimensional, por lo tanto, predecir esta estructura solo a partir de su secuencia genética ha sido uno de los mayores desafíos de la biología desde hace décadas.

Los científicos que recibieron el premio Nobel tienen el logro adicional de haber desarrollado un modelo de inteligencia artificial como la App AlphaFold, capaz de predecir con precisión cómo se pliega una proteína. Miles de científicos en el mundo utilizan esta aplicación.

MOTIVO PARA PREMIO NOBEL

El Premio Nobel de Química ha sido entregado el 2024 a tres científicos cuyo trabajo ha marcado un hito en la comprensión de las estructuras proteicas. David Baker ha sido galardonado "por el diseño computacional de proteínas", mientras que Demis Hassabis y John M. Jumper han sido reconocidos "por la predicción de la estructura de las proteínas". Según el Comité del Nobel, sus descubrimientos tienen un "potencial enorme" y abren un sinfín de posibilidades para la ciencia y la medicina.

David Baker es profesor de la Universidad de Washington, Demis Hassabis es cofundador de la empresa de investigación de inteligencia artificial que es ahora el Google DeepMind y John M. Jumper es científico investigador en Google DeepMind, en Londres.

PROTEÍNAS, PILARES DE LA VIDA

Las proteínas son los componentes esenciales de la vida. Presentes en todas las células del cuerpo humano, dirigen y regulan las reacciones químicas que sustentan la existencia. "Son las ingeniosas herramientas químicas de la vida", dijo el Comité del Nobel. Comprender sus estructuras y funciones ha permitido avances significativos en la medicina y la biotecnología.

El trabajo de los premiados ha llevado este conocimiento a un nivel sin precedentes. Mientras que Baker logró diseñar proteínas completamente nuevas, Hassabis y Jumper desarrollaron una inteligencia artificial capaz de predecir con precisión la forma tridimensional de estas moléculas.

DISEÑO DE PROTEÍNAS

En 2003, David Baker logró lo que hasta entonces parecía imposible: diseñar una proteína completamente nueva, sin equivalente en la naturaleza. Desde entonces, su equipo ha desarrollado múltiples proteínas con aplicaciones que van desde fármacos y vacunas hasta nanomateriales y biosensores. Su innovación ha abierto la puerta a la creación de proteínas personalizadas con fines terapéuticos y tecnológicos.

ROL DE LA IA

Desde la década de 1970, los científicos intentaban predecir la estructura de las proteínas a partir de su secuencia de aminoácidos, un desafío que hasta hace poco resultaba insuperable. Sin embargo, en 2020, Demis Hassabis y John Jumper revolucionaron el campo con AlphaFold2, un modelo de inteligencia artificial capaz de predecir la forma de casi todos los 200 millones de proteínas conocidas.

Este avance permitió a los investigadores comprender mejor fenómenos como la resistencia a los antibióticos y ha facilitado el diseño de enzimas capaces de degradar plásticos. Hasta la fecha, AlphaFold2 ha sido utilizado por más de dos millones de científicos en 190 países, transformando la investigación en biomedicina y biotecnología.

BENEFICIO PARA LA HUMANIDAD

La vida no podría existir sin las proteínas. El hecho de que ahora podamos predecir sus estructuras y diseñarlas nos ofrece un beneficio inmenso, dijo el Comité del Premio Nobel. Esta combinación de inteligencia artificial y diseño computacional está redefiniendo la biología y sus aplicaciones.

David Baker, al conocer la noticia del galardón, expresó su emoción y gratitud. "Me subí a hombros de gigantes", dijo.

El Nobel de Química 2024, que otorga un fondo de aproximadamente 1.061.139 dólares, será compartido entre Baker, quien se llevó la mitad, y la otra mitad se divide entre Hassabis y Jumper. Su trabajo no solo ha resuelto un enigma científico de 50 años, sino que también ha allanado el camino para aplicaciones revolucionarias en la medicina, la industria y la sostenibilidad.

Componentes básicos de la vida

Las proteínas son compuestos se encuentran en todas las células del cuerpo humano y controlan y dirigen todas las reacciones químicas que, en conjunto, constituyen la base de nuestra existencia. 

Descifrar la estructura de las proteínas permite a la ciencia desarrollarse

El descubrimiento marca un antes y un después en la biología, abriendo la puerta a una nueva era en la que se podrán resolver problemas médicos y ambientales con mayor rapidez y precisión.

Acelerar la investigación biomédica

Ahora se puede entender cómo funcionan las proteínas relacionadas con enfermedades, como el Alzheimer o el cáncer, facilitando el diseño de nuevos medicamentos.

Desarrollar vacunas y tratamientos personalizados

Los fármacos ya no serán genéricos, sino que este descubrimiento, permite ahora diseñar fármacos más específicos que actúen directamente sobre ciertas proteínas.

Biotecnología y sostenibilidad

Ayuda a diseñar enzimas para la producción de biocombustibles o para la eliminación de residuos plásticos.

Investigación sobre la evolución y el origen de la vida

Revela cómo el desarrollo de las proteínas a lo largo del tiempon.