¿Qué es AlphaFold2? Un buen uso de la inteligencia artificial y el Premio Nobel de Química 2024

Los científicos llevan más de 50 años luchando por resolver lo que se llamó «el problema del plegamiento de las proteínas». Las proteínas son complicadas, y dilucidar su estructura para entender cómo funcionan solía llevar décadas e incluso más tiempo. Esto sigue siendo cierto, pero la IA ha sido de gran ayuda.

¿Por qué es importante el plegamiento de las proteínas? Podemos pensar que el ADN es complicado, pero no lo es tanto como una proteína. El ADN, sea cual sea su origen y secuencia, se pliega en el espacio de forma similar, como demostraron Watson, Crick y Wilkins (Premio Nobel de Fisiología o Medicina en 1962, Rosalind Franklin z”l ya había muerto). ¿Recuerdan la doble hélice? Ahora miren esos bonitos modelos de proteínas que ven en Wikipedia. No hay dos iguales. Las proteínas comienzan como cadenas de aminoácidos antes de retorcerse y plegarse en formas tridimensionales que definen lo que pueden y no pueden hacer. Si se pliegan mal, se pierde la unión a un receptor específico o la catálisis de una reacción química. La actividad depende del plegamiento. Por eso el diseño y la purificación de proteínas es un arte, como aprendí durante décadas en el laboratorio.

Cada proteína es diferente. Tienen que ser capaces de hacer su trabajo, que puede ser increíblemente específico. Pensemos en el efecto de un cambio en un solo aminoácido.
La proteína puede no tener actividad dependiendo de dónde esté el cambio de aminoácido. Esta es la causa de muchas enfermedades genéticas y también de muchos cánceres. Cuando cambia una proteína encargada de controlar uno de los muchos procesos que conducen a la división celular, sobreviene el desastre.

¿Y este Premio Nobel de Química? Los bioquímicos han utilizado AlphaFold 2 para acelerar el descubrimiento de medicamentos, y también podría dar lugar a nuevas herramientas biológicas, como enzimas que descompongan eficazmente las botellas de plástico y las conviertan en materiales fácilmente reutilizables y reciclables. Tres científicos han recibido este año el Nobel de química computacional por el diseño de proteínas.

¿Qué beneficios nos aportará? Comprenderemos mejor cómo funcionan las cosas en la célula. Con el tiempo, encontraremos formas de controlar virus y bacterias y de curar diversas enfermedades. Modificaremos las proteínas para que los plásticos puedan descomponerse. Lo mismo ocurre con las «sustancias químicas imperecederas». Nada es para siempre, pero algunas sustancias químicas pueden requerir nuevas enzimas que las rompan.

Así que, una vez más, la ciencia nos trae buenas noticias. Como siempre, nos recuerda que no debemos jugar con lo desconocido.

Hannah

Traducido por la Dra. Cecilia Hidalgo