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Premio Nobel en Química 2018. Evolución dirigida (mejora genética) de
enzimas, péptidos y anticuerpos
Juan-Ramón Lacadena Calero
El Premio Nobel en Química 2018 fue otorgado por la chemistry” con la letra r entre paréntesis para que destaque
Real Academia de Ciencias de Suecia en una mitad a la el término evolution. Algunos autores utilizan el térrmino
Dra. Frances H. Arnold “por la evolución dirigida de las “evolución in vitro”.
enzimas” y en otra mitad conjuntamente a los Dres.
George P. Smith y Sir Gregory P. Winter “por la Como señala el informe, “el Premio Nobel en Química
presentación en fagos de péptidos y anticuerpos”. se ha inspirado en el poder de la evolución y ha utilizado
los mismos principios –el cambio genético y la selección–
El contenido formal de la Genética –definida como la para desarrollar proteínas que resuelvan problemas
“ciencia que estudia el material hereditario bajo cualquier químicos a la humanidad”·. Es interesante señalar que las
nivel o dimensión”– consiste en responder a diversas tres Nobel lectures pronunciadas por los galardonados
preguntas relativas a los genes: ¿qué son? ¿cómo se incluyen la palabra evolution en sus respectivos títulos (ver
organizan y transmiten? ¿cómo y cuándo se expresan? 5, 6, 7).
¿cómo cambian? y ¿cuál es su destino en el espacio y en el
tiempo? Al analizar las historias paralelas de la Genética – El material hereditario –el ADN– tiene cuatro
que nació en 1900 con el redescubrimiento de las leyes de propiedades genéticas fundamentales: la replicación (ser
Mendel– y los Premios que empezó a otorgar la Fundación capaz de conservarse a sí mismo), la mutación
Nobel en el año 1901, se puede comprobar que las (fundamento de la variabilidad genética necesaria para que
preguntas antes mencionadas fueron contestadas por exista la evolución), la recombinación (que potencia la
científicos galardonados con el Premio Nobel. Todas, variabilidad genética) y ser portador de información capaz
excepto la última pregunta que tiene que ver con la de ser expresada. La mutación y la selección natural son la
evolución. No hay duda que a lo largo de los años ha base de la evolución. Si existiera una vida extraterrestre, su
habido eminentes evolucionistas genetistas (Theodosius material hereditario no tendría por qué ser necesariamente
Dobzhansky, Francisco J. Ayala, por citar solamente el ácido desoxirribonucleico, pero sí tener sus mismas
algunos) que podían haber sido galardonados con el propiedades genéticas antes mencionadas.
premio Nobel si el tema de la evolución fuera tenido en
cuenta dentro de las áreas contempladas por la Fundación Las reflexiones anteriores vienen a cuento porque en la
Nobel. Pero no ha sido el caso. No obstante, para ser más investigación de la Dra. Frances H. Arnold –la “evolución
preciso, aquí tendría que mencionar como una excepción dirigida de enzimas”– utilizó las mutaciones inducidas en
parcial al Dr. Jack W. Szostak que, siendo galardonado en los genes que codifican para la enzima subtilisina, que
el año 2009 con el Premio Nobel en Fisiología o Medicina degrada la caseína en medio acuoso, “mejorándola”
“por el descubrimiento de cómo los cromosomas son mediante selección artificial hasta hacerla capaz de
protegidos por los telómeros y la enzima telomerasa”, sin trabajar en un medio con disolvente orgánico (la
embargo, posteriormente se dedicó a investigar la dimetilformamida). Es decir, se trata de un proceso de
evolución prebiótica. En efecto, en 1991, Szostak y sus “mejora genética de enzimas”, lo mismo que existe la
colaboradores dieron un giro de 180º en sus mejora genética de plantas o la mejora genética de
investigaciones centrando su trabajo en el estudio de la animales. Podría decirse que este es el segundo premio
evolución en el tubo de ensayo de moléculas funcionales Nobel que se concede dentro del campo de la Mejora
de ARN y otras moléculas. Para ello pusieron a punto la Genética. El primero fue el ingeniero agrónomo Norman
técnica de “selección in vitro” para estudiar la evolución E. Borlaug que recibió el Premio Nobel de la Paz en 1970
de moléculas biológicas para funciones predeterminadas, “por su contribución a la revolución verde”.
como la capacidad de catalizar una reacción química
específica o unirse a una molécula diana. De alguna El método de mejora de la enzima utilizado por la Dra.
manera, esa “selección in vitro” podría ser considerada Arnold en 1993, basado en los procesos de mutación y
como una anticipación del Premio Nobel en Química 2018 selección (1,2), fue completado por la técnica desarrollada
que ahora conmemoramos. después por Willem Stemmer (1994) de “apareamiento”
(entre comillas) de enzimas en el tubo de ensayo,
Por primera vez en la historia de los Premios Nobel, consistente realmente en la “barajadura del ADN”,
este año 2018 ha aparecido el término “evolución” entre cortando y uniendo fragmentos de ADN como equivalente
los premios otorgados. Efectivamente, el Premio Nobel en al proceso genético de recombinación. Quizás, Stemmer
Química 2018 ha sido otorgado por la Real Academia de hubiera compartido el premio Nobel con Arnold si no
Ciencias de Suecia a la Dra. Frances H. Arnold “por la hubiera fallecido en el año 2013.
evolución dirigida de las enzimas”. Aún más, la nota de
prensa de la institución se titula “A (r)evolution in Las investigaciones de Arnold le han permitido obtener
enzimas capaces de catalizar reacciones químicas hasta
@Real Academia Nacional de Farmacia. Spain ahora inexistentes en la naturaleza que permiten obtener
nuevos fármacos, así como aumentar la velocidad de
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