Nobel de química per als desxifradors de les proteïnes, la base de la vida

BarcelonaLa Reial Acadèmia Sueca de les Ciències ha adjudicat un premi Nobel de química coral a tres investigadors per la seva contribució al desenvolupament i la comprensió de les proteïnes, autèntiques peces d'enginyeria per crear vida i que fins fa relativament poc eren desconegudes per a la comunitat científica. El guardó reconeix David Baker, director de l'Institut de Disseny de Proteïnes de la Universitat de Washington, "per haver dissenyat proteïnes emprant eines computacionals”, i Demis Hassabis i John M. Jumper, de Google DeepMind, “per fer possible la predicció de l'estructura de les proteïnes”.

“La vida no podria existir sense proteïnes. Que ara puguem predir-ne l'estructura i dissenyar-ne de noves confereix el més gran dels beneficis a la humanitat”, assegura la Reial Acadèmia Sueca de les Ciències en un comunicat. De fet, el jurat ha valorat l'impacte que els seus estudis poden tenir en la vida de les persones. “Per comprendre com funcionen les proteïnes, necessites saber quina fila fan, i això és el que els premiats d'enguany han aconseguit”, valorava Johan Aqvis, membre del Comitè del Nobel de Química.

La tasca d'aquests tres investigadors s'ha centrat en desenvolupar, a través de càlculs matemàtics i últimament també gràcies a la intel·ligència artificial (IA), noves proteïnes que ajudin a millorar la qualitat de vida de les persones. Per exemple, amb la creació de productes farmacèutics, vacunes i nanomaterials. A més, les seves investigacions ja permeten predir com es relacionaran aquestes proteïnes entre elles i amb altres enzims sense haver d'aplicar les tècniques experimentals més tradicionals.

Després de l'anunci, Baker ha expressat que se sent "profundament emocionat i honorat" per la distinció i ha subratllat la importància de la intel·ligència artificial (IA) en el camp de la ciència. "Hi té un impacte espectacular; fa molts anys que treballem en aquests models i la IA ha provocat un increment molt important en la capacitat de creació respecte a la ciència tradicional", ha assegurat.

Origamis genètics

Les proteïnes són les treballadores de les cèl·lules, és a dir, són les molècules que s'encarreguen de dur a terme les funcions que dicta l'ADN per a la supervivència i el bon funcionament dels teixits. Estan formades per 20 molècules més petites, els aminoàcids, que són els maons bàsics de la vida. Entendre-les era abans extremadament complicat, perquè les mateixes cadenes d'aminoàcids es podien plegar d'una forma o una altra i adquirir funcions molt diverses. Com si fossin fulls de paper que es transformen en origamis.

Abans de l'arribada de les eines que els premiats amb el Nobel han desenvolupat, els investigadors podien trigar diversos anys a resoldre una sola proteïna. Ara, aquestes eines permeten resoldre l'estructura d'una proteïna en hores.

Més en concret, David Baker (Seattle, 1962) és el creador de RoseTTAfold, un programa que és capaç, per una banda, de predir l'estructura tridimensional que adopta una cadena d'aminoàcids al plegar-se per donar lloc a una proteïna funcional i, per l'altra, de dissenyar proteïnes noves des de zero. El 2003, aquest investigador va aconseguir dissenyar una nova proteïna per primer cop i, des d'aleshores, amb el seu equip n'han creat per a fàrmacs, nanomaterials i sensors mitjançant RoseATTAfold.

Per la seva banda, Hassabis (Londres, 1976) i John Michael Jumper (Arkansas, 1985), tots dos investigadors de l'empresa DeepMind, de Google, van desenvolupar el programa AlphaFold i recentment AlphaFold2 amb què, amb intel·ligència artificial, poden predir l'estructura que adoptaran els 200 milions de proteïnes descobertes fins ara en organismes del nostre planeta. De fet, aquesta potentíssima eina ja s'ha fet servir per accelerar el descobriment de nous fàrmacs i obre la porta a poder desenvolupar noves eines biològiques.

El pare de la proteïna que protegeix del coronavirus

Com a exemple de la seva feina, Baker ha exposat que se sent particularment orgullós d'una nova proteïna que van crear durant la pandèmia "que permet protegir el cos del coronavirus". "La possibilitat de poder dissenyar i crear tot un ventall de proteïnes de nou em sembla fantàstic. Ara podem crear tot un nou món de proteïnes que millorin la vida i moltes àrees", ha insistit. Baker ha rebut la trucada que el confirmava com un dels tres guanyadors del Nobel de química mentre encara dormia. "Quan ho ha sentit, la meva dona s'ha posat a cridar i pràcticament no he pogut sentir res més de la trucada. És un dia especial i únic", ha dit emocionat.

Per a Toni Gabaldón, investigador Icrea i cap del grup de genòmica comparada de l'Institut de Recerca Biomèdica (IRB Barcelona) i del Barcelona Supercomputing Center (BSC-CNS), “les dues línies de recerca reconegudes amb el Nobel de química d'enguany són clarament disruptives”. Segons aquest científic, “Alphafold és ja una eina imprescindible en la recerca biològica, on ja ha obert nous horitzons”. Baker, per la seva part, “ha obert una nova porta a una nova química inspirada en la natura amb capacitat de generar proteïnes sintètiques amb propietats interessants”.

El també investigador Icrea Alfonso Valencia, director de ciències de la vida al BSC-CNS, els treballs científics del qual han estat crucials i clau per al desenvolupament dels dos programes reconeguts, valora que els premis Nobel reconeixen “l'avenç més significatiu de la IA”. I destaca que Baker ha liderat el moviment per a la publicació en obert del programa, per a benefici de tota la comunitat científica, i per a l'ús responsable d'aquestes noves tecnologies.