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GALARDONES 2013
NOBEL DE QUIMICA
Los premiaron por replicar la vida real en una computadora El galardón fue para tres científicos que desarrollaron modelos informáticos que sirven para analizar sistemas y reacciones químicas trás quedaron las pelotas de plástico y los palos de madera para mostrar cómo funcionan las moléculas y los átomos. Esos mismos elementos que hoy usan los escolares para graficar sus modelos moleculares utilizaban hace cinco décadas muchos científicos. Parece increíble. Pero así era. Hasta que en la década del 70 tres investigadores sentaron las bases para los programas computacionales de gran alcance que en la actualidad se usan para entender y predecir los procesos químicos. Y por este gran avance ayer la Real Academia de Ciencias de Suecia les otorgó el Premio Nobel de Química 2013. El investigador austríaco Martin Karplus, el sudafricano Michael Levitt y el israelí Arieh Warshel -los tres tienen nacionalidad estadounidense- fueron distinguidos por llevar la experimentación química al ciberespacio. Así lo explicó la Academia. El premio buscó destacar los modelos multiescala para sistemas químicos que sentaron las bases para los complejos programas de simulación molecular. “Los modelos computarizados que son espejo de la vida real se han vuelto cruciales para la mayoría de los avances de la química en la actualidad”, aseguró la Fundación Nobel a través de un comunicado. “Con la ayuda de estos métodos los científicos le dejaron a las computadoras revelar los procesos químicos, tales como la purificación de un catalizador de gases de escape o la fotosíntesis en las hojas verdes”, precisó. Las investigaciones de los tres galardonados permiten la optimización de la fabricación de medicamentos, catalizadores y celdas solares, entre otros. En el diseño de medicinas, por ejemplo, los investigadores pueden ahora usar las computadoras para calcular cómo reaccionará un medicamento experimental con una proteína particular del organismo. Se puede probar en la máquina cómo un fármaco se acopla a su molécula blanco en el organismo. El trabajo de Karplus, Levitt y Warshel es “pionero”, según la Academia, en lograr que la física clásica de Newton trabajara mano a mano con su par fundamentalmente diferente: la física cuántica. Antes de las investigaciones de los hoy Nobel, los científicos debían optar entre la una o la otra. “Los ganadores tomaron lo mejor de los dos mundos y desarrollaron métodos que vinculan la ciencia experimental clásica con la ciencia teórica a través de modelos computarizados”, se destacó.
UN APORTE
A
PARA LA QUÍMICA
Los modelos informáticos Son imprescindibles para la mayoría de los avances en química. Los métodos desarrollados por Karplus, Levitt y Warshel han permitido a los ordenadores desvelar procesos químicos como la fotosíntesis de las hojas verdes o la purificación de un catalizador de gases de escape
El software Se pueden calcular diversas posibles reacciones, lo que se conoce como “modelado de simulación”. Con estos métodos, los investigadores pueden llevar a cabo experimentos reales y mejorar las simulaciones de los procesos químicos.
Fuentes: www.nobelprize.org
PERFIL
MÚLTIPLES OPCIONES
Infografía LA GACETA / Daniel Fontanarrosa
› MARTIN KARPLUS Nació en Viena en 1930 en el seno de una familia de médicos judíos. Llegó a EEUU en 1938 huyendo de los nazis, una experiencia que marcó su vida y que le hizo aplicar sus dos pasiones, la química y la física, a lo que él llama su ‘primer amor’, la biología. Es profesor emérito de la Universidad de Harvard (EEUU).
“PUEDES USAR LOS PROGRAMAS INFORMÁTICOS PARA DISEÑAR DROGAS O SATISFACER TU CURIOSIDAD” Las reacciones químicas se producen a la velocidad de la luz; los electrones saltan entre el núcleo del átomo, ocultos a los ojos curiosos de los científicos. De allí la importancia de los métodos computacionales que desarrollaron los científicos premiados ayer con el Nobel de Química. Estos descubrimientos ayudaron a estudiar cada diminuto paso de los procesos químicos. Pueden ayudar a predecir qué drogas son útiles, por ejemplo. La capacidad para computarizar procesos químicos tan complejos podría hacer posible simular un organismo viviente completo a nivel molecular, algo que uno de los galardonados, Michael Levitt, ha descrito como uno de sus sueños. “Es como ver un reloj y preguntarse cómo funciona”, dijo otro de los galardonados, Arieh Warshel, al describir el uso de programas informáticos. “Puedes usarlo para diseñar drogas, o en mi caso, para satisfacer tu curiosidad”, agregó.
ESENCIAL
Antes, los científicos creaban modelos moleculares con bolas y palos de plástico. Hoy, esos modelos se crean con computadoras. Los programas digitales a multiescala permitieron entender y predecir los sistemas químicos.
PERFIL
› MICHAEL LEVITT Nació en Pretoria (Sudáfrica) en 1947 y ejerció en la Universidad de Cambridge y en el también británico Cancer Research antes de tarsladarse a la Universidad de Stanford, en 1987. Con modelos moleculares y simulaciones trata de conocer y predecir el comportamiento de macromoléculas.
PERFIL
› ARIEH WARSHEL Nació en un kibbutz de Israel en 1940. En la actualidad es profesor de Química en la Universidad de Southern, California. Es un reconocido especialista en la simulación por ordenador de moléculas, lo que ha permitido avanzar en el campo de las reacciones enzimáticas, entre otras cosas.
OTROS PREMIOS UNA NIÑA DE 16 AÑOS ES LA CANDIDATA QUE MÁS RESUENA PARA EL NOBEL DE LA PAZ Hoy se conocerá el nombre del ganador del premio Nobel de Literatura 2013. Quién será el ganador del Nobel de la Paz, el único que se concede y entrega fuera de Estocolmo, se sabrá mañana. Tres días después, el de Economía cerrará la ronda de los premios, que se entregarán como cada año el 10 de diciembre, aniversario de la muerte de su creador, el magnate sueco Alfred Nobel. Para el Nobel de la Paz, el nombre que resuena es el de Malala Yusafzai, la adolescente paquistaní a quien los talibanes le dispararon hace un año en la cabeza por pedir educación para las niñas. Apenas tiene 16 años. El hecho sucedió cuando en 2009 prohibieron que hubiera niñas en las escuelas del Valle de Swat. Malala, anónimamente, escribió en un blog para BBC su oposición a esa orden, lo cual hizo crecer la rabia de los militantes islamistas. Estuvo al borde de la muerte. Este hecho la impulsó a ella y a su causa al podio mundial.
“Sus trabajos abren un abanico de aplicaciones medicinales”, dijo un experto El doctor Néstor Katz, investigador principal del Conicet y profesor titular en la Facultad de Bioquímica, Química y Farmacia de la UNT, dio detalles sobre el aporte esencial que le dieron a la Química los ganadores del Premio Nobel este año. -Dicho para todo público: ¿en qué consiste el trabajo que recibió el premio? - La Química es la ciencia de las moléculas, que son las unida-
des constitutivas de la materia. Gracias a los modelos que estos científicos diseñaron, los químicos podemos predecir resultados experimentales con las computadoras; es decir, podemos simular el comportamiento de las moléculas. El aporte más importante ha sido la fundamentación teórica de estos programas de simulación. Hoy todo químico reconoce que la computadora es un instrumento tan necesario como la balanza en el laboratorio.
- ¿En qué tipo de experimento se pueden aplicar estos programas, por ejemplo? - Ellos encontraron múltiples aplicaciones en sistemas biológicos muy complejos. Son aplicaciones que permiten, por ejemplo, entender procesos que ocurren muy rápidamente, como los pasos primarios de la fotosíntesis (que suceden en una millonésima de millonésima parte de un segundo). Estas simulaciones son fundamentales para poder
predecir un comportamiento dado. Dicho de otro modo, si uno puede entender cómo transcurre este proceso en las plantas, es posible desarrollar celdas solares, dispositivos que permiten captar energía solar para transformarla en energía química o eléctrica y que -se supone- son una gran apuesta para el futuro, en la sustitución de los combustibles fósiles (hidrocarburos, petróleo, gas).
- ¿Y en qué otros avances ha tenido impacto este desarrollo? - Otro punto importante de los programas desarrollados es la simulación de reacciones enzimáticas y del plegamiento de proteínas. A partir de ese punto, lo que sigue es el diseño de drogas; se abre un abanico de aplicaciones medicinales. El desarrollo farmacéutico tan importante de los últimos años se debe en gran parte al desarrollo de estos métodos computacionales.
Por último, quiero destacar la sinergia armónica que demostraron estos investigadores que existe entre teoría y experimento: aplicaron estos métodos, por ejemplo, para simular el comportamiento de una molécula fundamental para la visión como es el retinal. Y han usado una combinación de métodos clásicos con los cuánticos, lo que realmente significa un gran aporte para toda la química moderna.