Informa el New York Times, «El Premio Nobel de Química se otorga a 3 científicos por usar la evolución en el diseño de moléculas«. No todos los días se ven las palabras «evolución» y «diseño» en el mismo título. Tampoco, según mi experiencia, un Premio Nobel se otorga a dos personas que conoces, en un día típico.

Frances Arnold de Caltech y Greg Winter del Laboratorio de Biología Molecular en Cambridge ahora comparten el Nobel de Química 2018 con George Smith de la Universidad de Missouri. No conozco a George, pero recuerdo bien los días en que Frances llegó por primera vez a la escena en Caltech, iniciando un laboratorio en el mismo piso en el que estaba completando mi trabajo de doctorado.

Un día, en una conversación en su oficina, dije que quería trabajar en la evolución de las proteínas. Ella era escéptica, por razones pragmáticas. «¿Es ese el tipo de trabajo que la gente querrá financiar?», Preguntó. Sonrío recordando eso, pero hasta ese momento ella había estado tratando de modificar las enzimas (proteínas que hacen química) al pensar cuidadosamente sobre los efectos que deberían tener ciertos cambios en sus secuencias de aminoácidos.

Ella y los estudiantes graduados que trabajaban con ella pronto descubrieron que era mucho más difícil anticipar los efectos de los cambios diseñados de lo que habían pensado. Fue entonces cuando hizo el cambio a lo que se conoce como evolución dirigida. La idea aquí es que al aplicar una selección biológica cuidadosamente diseñada a las enormes colecciones de genes variantes que provienen de un punto de partida adecuadamente diseñado, deberíamos poder encontrar la variante de uno en mil millones que hace lo que queremos. Si lo hacemos, entonces podemos hacer mil millones de variantes de ese y repetir el proceso.

En el piso de abajo
Mientras tanto, en el piso de abajo donde trabajaba en Cambridge, el grupo de Greg Winter estaba realizando un trabajo pionero en una versión de selección que no requiere ninguna célula en absoluto: la selección se une a las moléculas objetivo que se han anclado a los collares en una Columna, sobre la cual se pueden verter miles de millones de enlaces prometedores.

Ambos científicos llevaron sus respectivas tecnologías a los límites, y logros muy significativos provinieron de ambos grupos de investigación. Ambos hicieron un trabajo digno del Premio Nobel, por lo que es apropiado que hayan sido elegidos para el más alto de los honores científicos.

También es apropiado que palabras como «diseño» y «dirigido» se adjunten a su trabajo. La verdad es que con mucho trabajo y pensamiento cuidadoso, lograron lo que los procesos accidentales nunca lograrían por sí solos.

Igualmente cierto es que incluso estos científicos estelares no han encontrado una manera de inventar desde cero proteínas que rivalicen con las que vemos por miles en las células vivas. Como Frances Arnold dijo una vez con admirable franqueza: “[L]os esfuerzos hasta la fecha para generar nuevos catalizadores han demostrado principalmente que nos estamos volviendo buenos para producir malas enzimas. Hacer buenas enzimas requerirá un nuevo nivel de conocimiento o nuevas metodologías en conjunto».

El problema al que se enfrentan estos esfuerzos en el laboratorio es exactamente el problema que enfrenta el mecanismo evolutivo de Darwin en la naturaleza: no se puede seleccionar nada hasta que ya existe. El hecho de que algo inteligente fuera enormemente beneficioso si existiera no significa que llegará a existir accidentalmente.

Artículo publicado originalmente en inglés por Douglas Axe Ph.D.

Foto: Frances Arnold, Caltech, por Beavercheme [CC BY-SA 3.0 o GFDL], de Wikimedia Commons.