La revista científica Science ha nombrado los principales avances innovadores del año, como la representación tridimensional de proteínas. Sin embargo, también hay hechos cuestionables.
Avance del año
Como “Avance del Año”, la tecnología que se basa en la inteligencia artificial (IA), nos muestra de forma extremadamente rápida y clara cómo son y funcionan las proteínas. Gracias a la nueva tecnología, las diminutas proteínas pueden analizarse con más precisión que nunca y visualizarse en tres dimensiones.
El proceso es tan revolucionario como las “tijeras moleculares” para genes CRISPR/Cas9, que también fueron reconocidas nuevamente y se han convertido en una herramienta estándar en la biología molecular, porque pueden utilizarse para realizar modificaciones genéticas sencillas y precisas.
Las proteínas están compuestas por largas cadenas y forman complejos ovillos que cumplen determinadas tareas. Algunas proteínas, como las enzimas, por ejemplo, pueden descomponer moléculas de azúcar. Los aminoácidos determinan cómo se forman las cadenas. Y la secuencia de aminoácidos, a su vez, está predeterminada en nuestros cerca de 20.000 genes.
Análisis más rápido y económico de las estructuras de proteínas
Hasta ahora, solo se analizaban las estructuras de aproximadamente un tercio de las proteínas humanas. Esto se debe a que era muy trabajoso y caro determinar la estructura de las proteínas mediante la cristalografía de rayos X y la criomicroscopía electrónica.
Esto ahora se puede hacer mucho más rápido y a menor precio con los nuevos programas de inteligencia artificial Alpha Fold y RoseTTA Fold. Los investigadores solo tienen que ingresar en el sistema la secuencia de aminoácidos de una proteína del material genético y la nueva tecnología crea el correspondiente modelo tridimensional.
El equipo dirigido por el desarrollador de AlphaFold, John Jumper, ya ha sido capaz de determinar las estructuras correspondientes a casi todas las proteínas humanas, porque la herramienta apoyada por la IA busca entre todas las estructuras de proteínas ya almacenadas en las bases de datos y trabaja prácticamente de forma automática.
Conocimientos básicos para el desarrollo de medicamentos
Solo cuando los investigadores conocen la estructura y la función exactas de una proteína pueden comprender su función en el organismo. Los nuevos conocimientos también ayudan a desarrollar fármacos adaptados con precisión a determinadas proteínas.
En la pandemia actual, los investigadores pueden utilizar la nueva técnica de IA para modelar los efectos de las mutaciones a la forma de la proteína espícula, a la que el coronavirus se adhiere para llegar a las células del cuerpo. Actualmente se está calculando, por ejemplo, si la variante ómicron del coronavirus ya no se une tan bien a los anticuerpos humanos y si, por tanto, se reduce la protección inmunitaria.
Otros logros más
El método que beneficia a la arqueología y a la investigación prehistórica en particular, ya que puede utilizarse para extraer ADN humano de la tierra, por ejemplo de los neandertales. Hasta ahora, esto siempre requería el ADN de los fragmentos óseos que se habían encontrado.
También, se han realizado primeros estudios sobre los efectos de sustancias psicodélicas, que abren vías completamente nuevas para el tratamiento de los trastornos mentales. Sin embargo, las evaluaciones difieren mucho en cuanto a si estas deben utilizarse realmente contra la ansiedad y la depresión.
Otra cosa que podría revolucionar el trabajo de los investigadores es el desarrollo de embriones humanos sin fecundación. Otro hallazgo impresionante fue la enorme reacción de fusión creada en la instalación NIF (National Ignition Facility, en inglés) de Estados Unidos, que podría ayudar a resolver algún día los problemas energéticos de la Tierra.
Igualmente fantásticos son los datos de la sonda InSight de la NASA, que permiten sacar conclusiones extraordinarias sobre la composición del interior de Marte.
Tres acontecimientos especialmente negativos
Science, ha nombrado situaciones cuestionables, es decir, hechos negativos del año. Según la revista, esto incluye claramente la poca esperanza de alcanzar el ambicioso objetivo de 1,5 grados del Acuerdo Climático de París.
Además, la revista critica la confusa disputa sobre el nuevo medicamento contra el Alzheimer con el principio activo aducanumab. Y la revista se muestra muy preocupada porque en la actual pandemia, los investigadores también son cada vez más amenazados.