Frances Arnold, la Nobel que usó el poder de la evolución para revolucionar la química

Frances Arnold Derechos de autor de la imagen Getty Images
Image caption Frences Arnold es profesora de Ingeniería Química y Bioingeniería del Instituto de Tecnología de California, Caltech.

Mutación y selección: la naturaleza viene aplicando este método a lo largo de miles de millones de años.

No en vano, "la naturaleza es el ingeniero más brillante de todos los tiempos", reconoció Frances Arnold, ingeniera estadounidense y profesora del Instituto de Tecnología de California (Caltech) de EE.UU.

Este proceso natural es lo que inspiró a Arnold para sus investigaciones en el campo de la llamada evolución dirigida de enzimas, las proteínas que catalizan las innumerables reacciones químicas de las que depende la vida.

En concreto Arnold crea cambios en el código genético de enzimas y esos genes mutados son insertados luego en bacterias que producen miles de variantes, de las cuales se seleccionan las más efectivas según las reacciones deseadas.

Enzimas obtenidas con el método de la científica son utilizadas actualmente para elaborar desde fármacos a biocombustibles.

Dichas investigaciones le valieron nada menos que el último premio Nobel de Química.

Pero Arnold no solo se ha inspirado en la naturaleza.

Derechos de autor de la imagen Reuters
Image caption La científica estadounidense ganó el Nobel de Química por su trabajo en evolución dirigida de enzimas, las proteínas que catalizan las reacciones químicas de las que depende la vida.

En su discurso en Suecia antes de recibir el premio dedicó varios minutos a hablar del célebre cuento "La Biblioteca de Babel", del escritor argentino Jorge Luis Borges.

Es que la biblioteca de Borges es tan infinita en sus posibilidades como la misma naturaleza con que trabaja la investigadora.

Frances Arnold habló con BBC Mundo sobre su trabajo, su interés en Borges y por qué se precisan más mujeres en la ciencia (aunque no siempre sea fácil).

¿Podría explicar en términos simples qué es la evolución dirigida?

Es un proceso en el que hacemos evolucionar enzimas en el laboratorio para que tengan las propiedades que buscamos.

Es algo similar al proceso usado por los criadores que logran gatos o perros con determinadas características, pero nosotros hacemos esto a nivel de moléculas.

En un discurso en su universidad, Caltech, dijo que "la naturaleza es el mayor ingeniero de todos los tiempos". ¿Cómo llegó a aprender de la naturaleza en su trabajo de evolución dirigida?

Los objetos más hermosos, complejos y funcionales del planeta son producto de la evolución.

La química realizada por la naturaleza es limpia, eficiente, sostenible. Nosotros debemos aprender a hacer algo así.

Derechos de autor de la imagen Getty Images
Image caption Arnold recibió el galardón en Química en 2018 junto al estadounidense George Smith y el británico Gregory Winter.

La naturaleza tiene además una habilidad extraordinaria para adaptarse e innovar, y usa para ello un proceso de diseño: la evolución.

Nosotros usamos ese proceso de diseño y lo aceleramos en el laboratorio para crear nuevas enzimas en cuestión de semanas.

Varias veces se ha referido a "la belleza de las enzimas". ¿Por qué es tan importante enfocarse en estos catalizadores?

Las enzimas son responsables de la química de todos los seres vivos.

Nosotros podemos diseñar enzimas para elaborar cosas necesarias en la vida diaria en forma eficiente y sostenible, y hallar soluciones a problemas globales de una forma amigable con el medio ambiente.

Las enzimas pueden ser usadas en todo, desde la elaboración de medicamentos a la producción de biocombustibles y la fabricación de productos químicos para la agricultura.

Derechos de autor de la imagen LAGUNA DESIGN/SCIENCE PHOTO LIBRARY
Image caption Una única enzima puede consistir en miles de componentes o aminoácidos.

¿En qué medida le ha ayudado en su trabajo ser ingeniera aeroespacial?

Mis antecedentes en ingeniería mecánica reflejan mi deseo de construir cosas nuevas.

Tenía un diploma en ingeniería aeroespacial y siempre pensé en diseñar las cosas más complicadas del planeta. Bueno, las descubrí y tienen un nombre: biología.

Decidí construir y ser una ingeniera en el mundo biológico.

¿Podría dar algún ejemplo de cómo su trabajo está siendo aplicado?

Un ejemplo es una enzima que diseñamos que descompone el principal componente de las paredes celulares de las plantas. Esto permite convertir residuos de la agricultura en combustibles y otros productos químicos.

También usamos evolución dirigida para elaborar fármacos de forma más barata y menos tóxica.

Las posibilidades son interminables. Queremos desarrollar ciencia y tecnología que nos ayude a sobrevivir en nuestro planeta, a prosperar en él y a compartirlo con otros seres vivos.

Cuando anunciaron que había ganado el Nobel de química agradeció a colegas, estudiantes y al personal de Caltech.¿Cuáles son los principales ingredientes para crear un ecosistema como Caltech que promueva la innovación científica y la creatividad?

Caltech fomenta un clima de excelencia, en el que se investigan algunos de los problemas más desafiantes en ciencia y tecnología, buscando soluciones que funcionen en el mundo real y sean sostenibles.

Derechos de autor de la imagen Getty Images
Image caption Arnold junto a sus estudiantes: "En el ambiente de Caltech se apoya a los investigadores y se los alienta a tomar grandes riesgos".

Es una institución pequeña. Eso permite una colaboración interdisciplinaria floreciente y generosa, que tiene como resultado innovaciones que impactan en la sociedad en formas excepcionales y positivas.

En el ambiente de Caltech se apoya a los investigadores y se los alienta a tomar grandes riesgos en la búsqueda de grandes resultados científicos.

Usted afirmó que "el camino seguro hacia la extinción es no hacer uso de la diversidad". ¿A qué se refiere?

Las innovaciones surgen a menudo de combinaciones de ideas de campos diferentes.

Después de todo, si todo el mundo tuviera los mismos conocimientos y pensara de la misma manera, todos seguirían una misma vía para buscar soluciones.

En Caltech, es frecuente que investigadores de especializaciones diferentes dialoguen, trabajen juntos y, como consecuencia de ello, exploren caminos nuevos.

En su "charla Nobel" en Suecia habló de "La biblioteca de Babel". ¿Por qué le parece inspirador de este cuento de Jorge Luis Borges?

Yo les pido a todos mis estudiantes que lean "La Biblioteca de Babel".

El cuento describe mejor que ningún conjunto de cifras o ilustraciones la enormidad de las posibilidades ante las cuales nos encontramos al intentar codificar una única proteína.

Derechos de autor de la imagen Premio Nobel
Image caption En su discurso en Suecia al recibir el Nobel, Arnold habló sobre "La Biblioteca de Babel", el cuento de Jorge Luis Borges.

Los bibliotecarios de Babel se desesperaban intentando encontrar sentido en esa vasta biblioteca que contiene todo el conocimiento.

La evolución, sin embargo, resuelve este problema y puede hallar secuencias significativas a través de un proceso simple de mutación y selección.

¿Qué mensaje le daría a mujeres jóvenes en América Latina y otras regiones que consideran una carrera en ciencia?

Las oportunidades para las mujeres se están volviendo más numerosas, pero aún hay desafíos.

Por ejemplo, al tener una familia y competir al mismo tiempo al nivel más alto, las mujeres suelen sentir más estrés que los hombres.

Requiere mucho tiempo y devoción llegar a ser bueno en ciencia e ingeniería.

Número de ganadores del premio Nobel

De 1901 a 2018

*Incluye el premio en Ciencias Económicas
Source: Fundación Nobel

Debes amar lo que haces. Debes tener confianza, deseo, empuje y determinación para trabajar en un ambiente muy competitivo y establecer conexiones y redes en el mundo académico o de la industria para tener éxito.

En la medida en que aseguremos igualdad de oportunidades y, sin importar el color o el país, alentemos a todos los que quieran hacer ciencia, entonces las mujeres se destacarán.

¡No dejemos este trabajo apasionante solo a los hombres!

Creo que veremos a muchas más mujeres premios Nobel en el futuro.

Ahora puedes recibir notificaciones de BBC News Mundo. Descarga la nueva versión de nuestra app y actívalas para no perderte nuestro mejor contenido.

Temas relacionados

Contenido relacionado