Los Nobel de ciencias premian lo complejo

Espacio para la ciencia
René Anaya
El Instituto Karolinska, responsable de entregar el Premio Nobel de Fisiología o Medicina y la Real Academia de Ciencias de Suecia que designa los Premios Nobel de Física y Química reconocieron descubrimientos y avances que abordan o solucionan fenómenos complejos de la naturaleza.
Los receptores en una investigación
El estadounidense David Julius, de la Universidad de California, San Francisco y el libanés Ardem Patapoutian nacionalizado estadunidense, del Instituto Médico Howard Hughes, obtuvieron el Nobel de Fisiología o Medicina “por sus descubrimientos de receptores para la temperatura y el tacto”, que permitieron terminar de desentrañar la compleja interacción entre nuestros sentidos y el medio ambiente y han abierto la posibilidad de desarrollar medicamentos para enfermedades crónicas.
Julius utilizó la capsaicina, el compuesto que da la sensación picante de los chiles, para identificar en las terminaciones nerviosas de la piel el receptor que responde al calor, que se conoce como TRPV1, el cual también responde al calor y se activa con temperaturas elevadas que causan dolor.
En trabajos independientes, los dos premiados encontraron el receptor TRPM8 que es activado por el frío. El descubrimiento de estos dos receptores permitió identificar otros que captan diferentes grados de frío, calor y dolor.
Por su parte, Patapoutian utilizó células sensibles a la presión para descubrir una nueva clase de sensores que responde a estímulos mecánicos en la piel y órganos internos. El primero recibió el nombre de Piezo1, de la palabra griega que significa presión; al poco tiempo descubrió el segundo al que llamó Piezo2. Ambos receptores regulan el tacto en la piel, la respiración, la presión arterial y el control de la orina en la vejiga. El segundo en especial es fundamental para informarnos de la posición de nuestras diferentes partes del cuerpo, como si estamos sentados, recargados en algo, de pie… Nos pone en contacto con el medio ambiente.
Comprensión de sistemas físicos complejos
“Por contribuciones innovadoras a nuestra comprensión de los sistemas físicos complejos”, se otorgó el Nobel de Física a tres investigadores. El japonés Syukuro Manabe, de la Universidad de Princeton y el alemán Klaus Hasselmann del Instituto Max Planck recibirán la mitad del monto del Nobel “por el modelado físico del clima de la Tierra, cuantificando la variabilidad y prediciendo de manera confiable el calentamiento global”. En tanto que al italiano Giorgio Parisi de la Universidad Sapienza de Roma le entregarán la otra mitad del Nobel “por el descubrimiento de la interacción del desorden y las fluctuaciones en los sistemas físicos desde la escala atómica hasta la planetaria”.
Manabe demostró cómo el aumento de los niveles de dióxido de carbono en la atmósfera causa un aumento de la temperatura de la superficie de la Tierra. Se considera que su trabajo, realizado en la década de 1960, sentó las bases para el desarrollo de los modelos climáticos actuales.
En la década siguiente, Hasselman desarrolló métodos para identificar señales específicas, huellas, que tanto los fenómenos naturales como las actividades humanas imprimen en el clima. Sus métodos se utilizaron para demostrar que el aumento de temperatura en la atmósfera se debe a las emisiones humanas de dióxido de carbono.
Por su parte, Parisi descubrió patrones ocultos en materiales complejos desordenados, que permiten comprender y describir muchos materiales y fenómenos diferentes y aparentemente completamente aleatorios, no solo en la física sino también en áreas muy diferentes, como las matemáticas, la biología, la neurociencia y el aprendizaje automático.
“Todos los galardonados han contribuido a que obtengamos una visión más profunda de las propiedades y la evolución de los sistemas físicos complejos”, afirmó Thors Hans Hansson, presidente del Comité Nobel de Física.
Constructores de moléculas
El alemán Benjamin List, director del Instituto Max Planck de Investigación del Carbón y el británico David MacMillan de la Universidad de Princeton recibirán este año el Nobel de Química “por el desarrollo de organocatálisis asimétrica”, que lograron de manera independiente.
La organocatálisis es una nueva herramienta para la construcción de moléculas que vuelve más ecológicos los procesos químicos con catalizadores, los cuales son fundamentales para formar materiales elásticos y duraderos, almacenar energía en baterías, elaborar medicamentos y muchos otros productos que vuelven más amable nuestra vida.
Los catalizadores son sustancias que controlan y aceleran las reacciones químicas para crear moléculas, sin que formen parte del producto final. Hasta el año 2000 solo se contaba con dos tipos: metales y enzimas (proteínas que en el organismo realizan la catálisis).
Los catalizadores metálicos requieren un entorno libre de oxígeno y humedad; además muchas de las moléculas producidas son de dos variantes, como una imagen en el espejo, que pueden tener propiedades distintas. Las enzimas tienen la particularidad de crear moléculas asimétricas (sin variante especular), lo cual se deseaba lograr para evitar efectos secundarios en medicamentos y en otros productos, como sucedió con una variante de la talidomida que en la década de 1960 cau´s deformaciones en embriones humanos.
List probó construir moléculas con la prolina (uno de los aminoácidos componentes de las proteínas), lo cual logró. Casi al mismo tiempo, MacMillan probó la posibilidad de generar moléculas asimétricas con moléculas orgánicas simples (moléculas que contienen carbono y se encuentran en los seres vivos), las cuales pueden tener propiedades complejas. Como consiguió crear nuevos catalizadores, nombró a este proceso organocatálisis, término con el que se conoce este innovador procedimiento.
Los avances científicos premiados con los Nobel de ciencias han aportado nuevos conocimientos para comprender algunos de los fenómenos naturales complejos.
@RenAnaya2
f/René Anaya Periodista Científico
*Publicado en la Revista Siempre!