El Premio Nobel de Química 2018 ha sido otorgado a la ingeniera química estadounidense Frances Arnold (California Institute of Technology), al físico americano George Elwood Smith (University of Missouri) y al bioquímico británico Sir Gregory Winter (Cambridge Antibody Technology).
Frances H. Arnold es la quinta mujer en alzarse con un Nobel de Química. La primera fue Marie Curie en 1911, que en 1903 ya había ganado el Nobel de Física; en 1935 el Premio se otorgó a Irene Joliot-Curie, en 1964 se premió a Dorothy Crowfoot Hodgkin, y en 2009 la galardonada fue la cristalógrafa israelí Ada Yonath.
Premios Nobel
Cada uno de los Premios Nobel de este año está dotado con 9 millones de coronas suecas (870.000 euros), a repartir en caso de que haya más de un premiado.
Los científicos han sido premiados por haber utilizado, en sus descubrimientos en el área de la genética, los principios de la evolución para desarrollar proteínas utilizadas para fabricar desde biocombustibles hasta medicamentos. “Estamos en los primeros días de la revolución de la evolución dirigida que, de muchas maneras diferentes, está trayendo y traerá el mayor beneficio para la humanidad”, han afirmado desde la Academia de Ciencias Sueca.
Frances Arnold ha sido distinguida por su trabajo relacionado con la “evolución dirigida de las enzimas (proteínas que catalizan las reacciones químicas)”, a George Smith y Gregory Winter se les ha reconocido su labor en la “presentación en fagos de péptidos y anticuerpos”, según ha anunciado la Academia de Ciencias Sueca. La presentación en fagos es una técnica de laboratorio para el estudio de las interacciones proteína-proteína, proteína-péptido y proteína-ADN que utiliza bacteriófagos para conectar las proteínas con la información genética que las codifica.
Por su parte, Smith desarrolló un método llamado Phage Display, en el que un virus que infecta una bacteria puede ser usado para evolucionar a nuevas proteínas.
Por otro lado, Winter ha usado la misma técnica para desarrollar nuevos productos farmacéuticos y anticuerpos que pueden neutralizar toxinas, combatir enfermedades autoinmunes y aportar el tratamiento contra el cáncer.
Pionera
Frances Arnold ha sido pionera en los métodos de evolución dirigida para crear sistemas biológicos útiles, como enzimas, vías metabólicas, circuitos reguladores genéticos y organismos.
Arnold nació en Pittsburgh (Pensilvania) el 25 de julio de 1956 y es hija del físico nuclear William Horward Arnold. En su época de estudiante de secundaria, Frances participó en protestas contra la guerra de Vietnam y en un acto de reproche se marchó a Washington, donde vivió de su trabajo como camarera de un club de jazz y como taxista.
Estudió Ingeniería Mecánica y Aeroespacial en la Universty of Princeton, se graduó en 1979 y obtuvo su doctorado en Ingeniería Química por la University of California, Berkeley, en 1985. Allí hizo su trabajo postdoctoral en Química Biofísica antes de mudarse al California Institute of Technology (Caltech), Pasadena, en 1986.
Es miembro del Advisory Board of the Joint BioEnergy Institute y del Packard Fellowships in Science and Engineering. También es miembro del President’s Advisory Council of the King Abdullah University of Science and Technology (KAUST). Actualmente es juez del The Queen Elizabeth Prize for Engineering. Trabajó con la National Academy of Science’s Science & Entertainment Exchange para ayudar a los guionistas de Hollywood a representar con precisión los temas científicos.
En 2016 se convirtió en la primera mujer en ganar el Millennium Technology Prize, por ser pionera en la evolución dirigida. En 2017 fue galardonada con el Raymond and Beverly Sackler Prize in Convergence Research por la National Academy of Sciences, que reconoce contribuciones extraordinarias a la investigación de convergencia.
Ha sido la primera mujer en ser elegida en las tres National Academies de Estados Unidos: la National Academy of Engineering (2000), la National Academy of Medicine (llamada Institute of Medicine) (2004), y la National Academy of Sciences (2008).
Ha sido también la primera mujer en ganar el Draper Prize (2011) otorgado por la National Academy of Engineering. En 2013 recibió la National Medal of Technology and Innovation.
Es co-inventora en más de 40 patentes de EE. UU. Co-fundó Gevo, Inc. en 2005, una compañía para fabricar combustibles y productos químicos a partir de recursos renovables. En 2013, ella y dos de sus antiguos alumnos, Peter Meinhold y Pedro Coelho, cofundaron una empresa llamada Provivi para investigar alternativas a los pesticidas para la protección de cultivos. Arnaold también está en la junta corporativa de la compañía de secuenciación de ADN Illumina Inc.
La científica ha utilizado la evolución dirigida para diseñar enzimas altamente específicas y eficientes que pueden usarse como alternativas respetuosas con el medio ambiente en algunos procedimientos de síntesis de química industrial. Ella, y otros que usan sus métodos, han creado enzimas que pueden llevar a cabo reacciones de síntesis más rápidamente, con menos subproductos y, en algunos casos, eliminando la necesidad de metales pesados peligrosos. El método ha sido adoptado por algunos grupos de farmacología.
Frances Arnold ha desarrollado métodos computacionales, como SCHEMA, para predecir cómo se pueden combinar las partes sin alterar su estructura parental, de modo que las quimeras se plieguen correctamente y luego se aplique la evolución dirigida para mutar aún más las quimeras para optimizar sus funciones.
Actualmente es profesora de Ingeniería Química, Bioingeniería y Bioquímica en el Linus Pauling Institute, donde estudia la evolución y sus aplicaciones en ciencia, medicina, productos químicos y energía; y en el California Institute of Technology (Caltech) dirige un laboratorio que continúa estudiando la evolución dirigida y sus aplicaciones en síntesis química respetuosa con el medio ambiente y energía ecológica / alternativa, incluido el desarrollo de enzimas altamente activas (enzimas celulolíticas y biosintéticas) y microorganismos para convertir la biomasa renovable en combustibles y productos químicos.
