Nobel Química 2013: Karplus, Levitt y Warshel por la bioquímica computacional

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El austríaco Martin Karplus (Univ. Harvard, Cambridge, Massachusetts, EEUU), el sudafricano Michael Levitt (Facultad de Medicina de la Univ. Stanford, California, EEUU) y el israelí Arieh Warshel (Univ. del Sur de California, EEUU) son los ganadores del Premio Nobel de Química 2013 por “el desarrollo de modelos multiescala para sistemas químicos complejos.” La simulación por ordenador de la química cuántica de las macromoléculas (como las proteínas) y sus interacciones con los metabolitos (moléculas pequeñas) es imposible; el número de grados de libertad crece de forma exponencial con el tamaño. Por fortuna, basta simular la física cuántica de la reacción en el sitio activo (o centro de reacción), pudiendo usarse la mecánica clásica de Newton para simular las vibraciones del resto de la molécula, la llamada dinámica molecular. Este tipo de simulación multiescala fue introducida por Karplus, Warshel y Levitt entre 1972 y 1976. Desde entonces se considera la técnica numérica estándar para simular procesos bioquímicos en macromoléculas.

Anuncio del premio Nobel, información divulgativa [PDF], información técnica [PDF] y un artículo periodístico de Antonio Martínez Ron, “Nobel de Química 2013 para los científicos que facilitaron las simulaciones químicas por ordenador,” lainformacion.com, 9 Oct 2013.

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Nobel Física 2013: Englert y Higgs por la teoría del origen de la masa de las partículas

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Desde 1901, han recibido el Premio Nobel de Física 196 científicos. Los dos últimos se han anunciado esta misma mañana, aunque muy pocos teníamos dudas sobre quiénes serían, el físico escocés Peter W. Higgs (Universidad de Edinburgo, Escocia, Gran Bretaña) y el físico belga François Englert (Universidad Libre de Bruselas, Bélgica). El físico belga Robert Brout también habría recibido el galardón si no hubiera fallecido en el año 2011. Los tres desarrollaron en 1964 el mecanismo de Brout-Englert-Higgs de rotura espontánea de la simetría electrodébil que da origen a la masa de las partículas fundamentales, mecanismo que predice la existencia de una nueva partícula, el bosón de Brout-Englert-Higgs, un bosón escalar que fue observado en las colisiones del LHC en el CERN el 4 de julio de 2012. Hoy sabemos que dicho bosón escalar se comporta como predice la teoría, llamada modelo estándar, dentro de las cotas experimentales previstas. En este blog he hablado tanto del bosón de Higgs que hay poco que pueda decir más. Así que os dejo los vídeos de mi conferencia en diciembre de 2012 sobre el bosón de Higgs. ¡Qué los disfrutéis!

Por cierto, acerté mi predicción en La Rosa de los Vientos. Era una predicción segura, pero bueno.

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Nobel Medicina 2013: Rothman, Schekman y Südhof por el transporte vesicular

Nobel Medicine

Desde 1901, han recibido el Premio Nobel de Fisiología o Medicina 204 científicos. Los tres últimos se han anunciado esta misma mañana, James E. Rothman (Univ. Yale, New Haven, Connecticut, EEUU), Randy W. Schekman (Univ. California, Berkeley, California, EEUU) y Thomas C. Südhof (Univ. Stanford, Palo Alto, California, EEUU). Su trabajo ha ayudado a entender la regulación del transporte de sustancias en vesículas entre los diferentes orgánulos de las células eucariotas. Permíteme un breve resumen de su trabajo basado en “Machinery Regulating Vesicle Traffic, A Major Transport System in our Cells,” Scientific Background, 2013 Nobel Prize in Physiology or Medicine [PDF]. El anuncio oficial con vídeo aquí [enlace directo al vídeo del anuncio]. Como ya habrás notado, mi predicción en Rosa Vientos fue errónea (Science Watch de Thomson Reuters predijo este premio en 2009).

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Francis en Eureka: Predicción de los premios Nobel 2013

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El audio de mi sección ¡Eureka! en La Rosa de los Vientos, Onda Cero, ya está disponible. Como todos los años, presenta mi predicción de los premios Nobel de 2013. Me he basado en las predicciones de Science Watch de Thomson Reuters. Por supuesto, predecir el futuro es imposible, ya que sólo se puede predecir el pasado.

El lunes 7 de octubre se publicará el ganador del premio Nobel de Medicina. ¿Cuál es tu predicción para este premio, que acertaste el año pasado en la Rosa? Hay muchos campos de investigación en Medicina y Fisiología que merecen el Premio Nobel pero yo me decanto por la epigenética, en concreto, la metilación del ADN y el control de la expresión de los genes. Adrian P. Bird (Universidad de Edinburgo, Edinburgo, Scotland, UK), Howard Cedar y Aharon Razin (ambos de la Hebrew University of Jerusalem, Jerusalem, Israel) son los candidatos más claros para recibir este premio. Su trabajo ha permitido descubrir que los lugares donde los grupos metilo se acoplan al ADN afecta a la regulación de las moléculas que interaccionan con las secuencias de ADN, permitiendo entender lo que diferencia las células diferenciadas unas de otras, y cómo el entorno afecta a la expresión de los genes, es decir, al fenotipo. Entender la anotación del genoma, como le llamó Howard Cedar, es fundamental tanto en ciencia básica como en las aplicaciones de la genética al tratamiento de enfermedades; de hecho, el campo de la epigenética promete avances importantes en el tratamiento de enfermedades complejas relacionadas con los genes, como el cáncer.

El próximo martes 8 de octubre se publicará el ganador del premio más claro este año, el de Física, que todo el mundo asigna al bosón de Higgs. ¿Aparte de Higgs quién más puede recibir dicho premio? El físico escocés Peter W. Higgs (Universidad de Edinburgo, Escocia, Gran Bretaña) estará acompañado por el físico belga François Englert (Universidad Libre de Bruselas, Bélgica, y de la Universidad Chapman, en Orange, California, EEUU). Junto a Peter Higgs y François Englert, también merece el premio el físico belga Robert Brout, pero por desgracia falleció en el año 2011. Se trata apuesta segura para el Nobel de Física. Los tres predijeron en el año 1964 el bosón de Brout-Englert-Higgs, popularmente conocido como bosón de Higgs a secas. Los análisis de la búsqueda de este bosón escalar en las colisiones en el LHC del CERN publicadas en marzo de este año, así como los presentados en junio en una conferencia en Estocolmo no dejan lugar a dudas, el bosón escalar observado por primera vez el 4 de julio de 2012 se comporta como predice la teoría llamada modelo estándar dentro de los límites de los errores experimentales y si hay unas leyes físicas ocultas en el comportamiento de esta partícula, se tratará de de fenómenos cuyo efecto es tan pequeño que los físicos lo seguiremos llamando bosón de Higgs o de Brout-Englert-Higgs, un nombre más correcto.

El Nobel de química se anunciará el próximo miércoles 9 de octubre, ¿cuál es tu predicción para este premio, siempre entre los más difíciles de predecir? Mi predicción es un poco arriesgada pero creo que los avances en la nanotecnología del ADN, uno de los campos más activos e importantes en la actualidad, podrían recibir el premio, en concreto los bioquímicos A. Paul Alivisatos (Universidad de California, en Berkeley, EEUU), Chad A. Mirkin (Universidad Northwestern, Evanston, Ilinois, EEUU) y Nadrian C. Seeman (Universidad de Nueva York, EEUU). El trabajo teórico pionero de Nadrian Seeman en 1982 cristalizó en 1996 con el descubrimiento experimental de Paul Alivisatos y Chad Mirkin de cómo acoplar al ADN nanopartículas de oro. La nanotecnología del ADN ha permitido el desarrollo de técnicas de diagnóstico molecular que permiten la identificación de los defectos moleculares subyacentes en una enfermedad de carácter hereditario. El acoplamiento de nanopatículas metálicas a los ácidos nucleicos ha revolucionado nuestra comprensión de la arquitectura tridimensional del ADN y sobre todo del ARN, fundamental para su actividad catalítica, con multitud de aplicaciones incluso más allá de la medicina, como la síntesis de nanoestructuras artificiales y la tecnología de puntos cuánticos para el desarrollo de células solares fotovoltaicas.

El premio Nobel de Economía se anunciará el lunes 14 de octubre, ¿qué nos puedes decir sobre este premio? Igual que el año pasado, la mayoría de las predicciones apuntan a la escuela de Chicago y su teoría de la regulación económica. Mucha gente parece tener muy claro que Sam Peltzman (Facultad de Económicas de la Universidad de Chicago, IL, EEUU) y Richard A. Posner (Facultad de Derecho de la Universidad de Chicago, IL, EEUU) son firmes candidatos al premio Nobel de Economía de 2013. Una mala percepción del riesgo de suprimir ciertas normas que regulan los mercados ha sido la causa más importante de la crisis económica; Peltzman y Posner han estudiado cómo los comportamientos de riesgo son alentados cuando parece que el riesgo se distribuye entre muchas personas lo que ofrece en una sensación de falsa seguridad. Por ello una correcta regulación de los mercados es absolutamente necesaria.

El anuncio del premio Nobel de Literatura todavía no tiene fecha. El viernes 11 de octubre se anunciará el premio Nobel de la Paz, ¿qué nos puedes decir? Las apuestas sobre el premio de Literatura apuntan al japonés Haruki Murakami, pero hay muchos otros que como él lo merecen. A mí me gustaría que lo recibiera el checo Milan Kundera, pero es casi imposible predecir este premio. Lo mismo pasa con el premio Nobel de la Paz. A mí me gustaría que lo recibieran Las Madres de la Plaza de Mayo o Julian Assange. Pero la verdad, no tengo ni idea.

Si no has escuchado aún el audio, sigue este enlace

El consumo de chocolate y el número de premios Nobel en un país

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En  octubre de 2012 fue noticia un artículo en la prestigiosa revista New England Journal of Medicine que relacionó el consumo anual per capita de chocolate en un país con el número de ganadores de un Premio Nobel. Como es obvio, este resultado no implica que haya una relación de causalidad entre tomar chocolate y recibir un Nobel, aunque haya estudios que prueban que el consumo de chocolate mejora las funciones cognitivas. La revista Nature ha consultado a 23 laureados con el Nobel y les ha preguntado su opinión. Todos opinan que no tiene nada que ver. Sin embargo, el 43% toma chocolate al menos dos veces a la semana, mientras que sólo lo hace el 25% de los 237 científicos sin Nobel consultados. Nos lo contó Beatrice A. Golomb, “Lab life: Chocolate habits of Nobel prizewinners,” Nature 499: 409, 25 Jul 2013; en español pudiste leer el año pasado Muy Interesante, BBC Mundo, El Mundo Salud, ABC Salud, etc.

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El telescopio espacial Planck pone a la inflación en la ruta hacia el Premio Nobel de Física

El resultado más importante del telescopio Planck desde el punto de vista de posibles Premios Nobel de Física es la confirmación a cinco sigmas de la existencia de la inflación cósmica. Ésta predice que el índice espectral ns tiene un valor menor que la unidad y el resultado de Planck es 0,9608 ± 0,0054, que implica una desviación a 7,2 sigmas respecto a la unidad. ¿Por qué yo no he destacado este punto hasta ahora? Porque WMAP9 combinado con otros datos cosmológicos ofreció un valor de 0,9608 ± 0,0080, que implica una desviación a 4,9 sigmas. Por tanto, no es Planck el único que pone a la inflación en la ruta al Nobel. ¿Habrá Nobel para la inflación en 2014? Yo no lo creo. Hay modelos sin inflación, aunque con un ajuste fino, también predicen un valor del índice espectral menor que la unidad. La prueba de fuego definitiva serán los modos B, que no serán publicados hasta 2014 (como pronto). Por ello, en mi opinión, la inflación recibirá un Premio Nobel, como pronto en 2016. Por supuesto, espero equivocarme y que se adelante. ¿Quiénes recibirán el Nobel? En mi opinión hay tres firmes candidatos Alan Guth, Andrei Linde y Paul Steinhardt.

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Medalla Dirac 2002 para Alan Guth (MIT), Paul Steinhardt (Princeton) y Andrei Linde (Stanford).

Los modelos más sencillos de la inflación (basados en la existencia del inflatón, un campo escalar con un potencial que cambia lentamente de la forma φn) predicen que el espectro de fluctuaciones primordiales es gaussiano, pero no es invariante ante transformaciones de escala, sino que presenta ligerísimas desviaciones. El índice espectral escalar ns mide estas pequeñas desviaciones y la inflación predice que ns<1. La inflación también predice la producción de ondas gravitacionales que se reflejarán en la aparición de modos B en la polarización del fondo cósmico de microondas. La observación de este fenómeno por parte del telescopio espacial Planck será la ratificación definitiva de la inflación y además permitirá seleccionar entre los diferentes modelos que la describen. En mi opinión, el comité Nobel es muy conservador y esperará a la publicación de estos datos antes de plantearse la concesión de un Premio a la inflación. 

Más información sobre la inflación y los modos B en este blog en “La inflación cósmica y las anisotropías en la polarización del fondo cósmico de microondas.”

Premio Nobel de Química 2012: R. J. Lefkowitz y B. K. Kobilka por los receptores acoplados a las proteínas G y su función

Las células eucariotas perciben moléculas de su entorno gracias a una serie de proteínas que se encuentran en su membrana, las más importantes son los receptores acoplados a proteínas G (los GPCR, siglas de G-protein-coupled receptors); las proteínas G son las que inician la cadena de señalización celular asociada a dichas moléculas y ya fueron objeto del Premio Nobel de Medicina en 1994, concedido a Alfred G. Gilman y Martin Rodbell. Estos receptores se ligan a compuestos fotosensibles, olores, feromonas, hormonas y neurotransmisores, activándose y permitiendo que a ellos se liguen las proteínas G correspondientes. Casi la mitad de los medicamentos modernos utilizan estos receptores como diana pues los GPCR están involucrados en muchas enfermedades. En 1968, Robert J. Lefkowitz (ahora en la Univ. Duke, Durham, Carolina del Norte, EEUU) usó isótopos radioactivos en la hormona adrenalina para trazar los receptores transmembrana de las células que se acoplaban a ella; en concreto, descubrió el receptor adrenérgico β de la adrenalina, que publicó en 1970 en PNAS y Science. En los 1980, Lefkowitz decidió estudiar los genes asociados a las GPCR y contrató a un joven doctor, Brian K. Kobilka (ahora en la Univ. Stanford, California, EEUU) que aisló el gen que codifica el receptor adrenérgico β y descubrió que es similar a uno que captura luz en el ojo (el momento Eureka de este Premio Nobel). Gracias a ello descubrió una nueva familia de receptores cuya estructura molecular y función es similar, los GPCR, que entonces estaba constituida por unos 30, pero que hoy en día comprende unos mil receptores. El motivo de la concesión del Nobel de Química de este año a estos dos investigadores ha sido uno de las noticias de 2011, la publicación en Nature por Kobilka del mecanismo exacto de funcionamiento del receptor adrenérgico β, gracias a imágenes de este receptor en su estado activado con la adrenalina. Una imagen que culmina varias décadas de investigación. Nota de prensa, información para un público general, información técnica y anuncio del premio.

Esta figura muestra el funcionamiento de los GPCR, que se activan (1) al ligarse a una hormona (por ejemplo); en su forma activa (2) se ligan a las proteínas G que se disgregan en una subunidad alfa (3) que inicia una cadena de señalización celular, que altera el metabolismo celular (el efecto de la hormona); el proceso se repite de nuevo muchas veces (4). La clave de este proceso son los cambios estructurales que se producen en los GPCR cuando se activan, que fue desvelado en 2011 por el grupo de Kobilka que logró obtener una imagen cristalográfica de rayos X de un GPCR activado, en concreto, el receptor adrenérgico β de la adrenalina. La imagen para dicho GPCR sin activar ya era conocida desde hacía mucho tiempo, pero cristalizar un GPCR activado requirió dos décadas de trabajo (mucha gente pensaba que era imposible) y mereció un artículo en Nature en 2011, la clave para la concesión este año del Premio Nobel.

Gracias a la determinación de la estructura tridimensional (o conformación) de un GPCR activado se ha podido elucidar cómo funciona a nivel bioquímico; como la mayoría de los GPCR comparten gran parte de su estructura, este gran avance permitirá diseñar mejores fármacos agonistas (moléculas capaces de combinarse con un receptor y estimular su actividad), antagonistas (moléculas capaces de bloquear un receptor y abolir su actividad) y agonistas inversos (los que logran efectos opuestos a los de los agonistas). Los agonistas se ligan a un GPCR y estabilizan la conformación que activa la proteína G en el interior celular. Los agonistas inversos se ligan a un GPR pero estabilizan su conformación no activada. Los antagonistas o inhibidores compiten con los agonistas y bloquean el sitio de unión entre el agonista y el GPCR. Muchos fármacos modernos son antagonistas, como los β-bloqueantes utilizados en el tratamiento de trastornos relacionados con el corazón y la hipertensión (el Premio Nobel de Medicina de 1988 fue obtenido por Sir James W. Black por descubrir el propranolol, que bloquea el receptor adrenérgico β de la adrenalina). Otros son agonistas que activan, por ejemplo, los receptores de la dopamina y la serotonina para aliviar la enfermedad de Parkinson, migrañas y trastornos neuropsiquiátricos, o son agonistas inversos, que impiden que la actividad basal de, por ejemplo, el receptor GABA involucrado en la memoria y el aprendizaje. Las aplicaciones farmacológicas de los trabajos de los ganadores del Premio Nobel de Química de 2012 son realmente incontables.

Los interesados en más detalles, de primera mano, disfrutarán con estas dos charlas en youtube del propio Lefkowitz en las que nos relata su descubrimiento de los GPCR. Aunque están en inglés, realmente merecen la pena.

Premio Nobel de Medicina 2012: Sir John B. Gurdon y Shinya Yamanaka por la reprogramación celular y las células iPS

Pocas veces Francis acierta quién recibirá un Premio Nobel, pero hace unos días predije que el Premio Nobel de Medicina 2012 sería otorgado al japonés Shinya Yamanaka por el descubrimiento de las células iPS, lo que significa que he predicho el 50% del Premio, que no está mal (también puedes escuchar mis predicciones en ¡Eureka!, mi sección de La Rosa de los Vientos, Onda Cero; el de Medicina en el minuto 06:50). El japonés Shinya Yamanaka lo ha recibido “por haber descubierto (en 2006) las células iPS (células troncales pluripotentes inducidas*), es decir, cómo revertir el proceso de diferenciación celular en los mamíferos y cómo reprogramar células ya diferenciadas para devolverlas al estado de las células pluripotentes. Su trabajo supone un importante avance para la medicina regenerativa.” Yo predije que Takahashi compartiría el premio con Yamanaka, pero en su lugar la Academia Sueca ha elegido a un pionero, el británico Sir John B. Gurdon, quien en 1962 demostró que el genoma de una célula contiene toda la información necesaria para producir cualquier célula diferenciada del cuerpo (para ello reemplazó el núcleo de una célula inmadura en el huevo de una rana por el núcleo de una célula madura intestinal (ya diferenciada) sin que ello afectara al desarrollo normal de los futuros renacuajos). Shinya Yamanaka desmotró la reprogramación celular en 2006. Comunicado de Prensa y webcast del anuncio.

La medicina regenerativa es la gran aplicación de los descubrimientos premiados con este Nobel. Cualquier célula humana ya diferenciadas, por ejemplo, células de la piel, se puede usar para obtener células madre pluripotentes capaces de generar cualquier órgano (nervios, corazón, hígado, etc.) sin posibilidad alguna de rechazo. Asusta pensar lo que se podrá hacer en las próximas décadas con este tipo de técnicas. El transhumanismo nunca ha estado tan cerca.

*) Las células troncales pluripotentes inducidas suelen ser llamadas “células madre pluripotentes inducidas” (yo mismo lo he hecho múltiples veces en este blog). Sin embargo, el término “madre” está cargado de connotaciones innecesarias, siendo mucho más adecuado en divulgación científica el uso del término “troncal” (gracias @xurxomar por aclarármelo).

Francis en ¡Eureka!: Predicción de los Premios Nobel 2012

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El audio de mi sección ¡Eureka! del programa La Rosa de los Vientos, Onda Cero, se puede escuchar siguiendo este enlace. Permíteme una transcripción libre.

La semana que viene se anunciarán los ganadores de los Premios Nobel de 2012: el de Medicina/Fisiología el lunes 8 de octubre, el de Física el martes 9, el de Química el miércoles 10, el de la Paz el viernes 12 y el de Economía el lunes 15; el de Literatura aún no tiene fecha. ¿Te atreves a predecir quiénes serán los ganadores este año? Bruno, por cierto, hay que pronunciar Premios “Nobél” como palabra aguda, ya que según la Real Academia de la Lengua al ser el nombre propio de una persona hay que pronunciarlo como en su idioma original, en este caso el sueco). Bruno, adivinar los ganadores del Premio Nobel es como acertar una quiniela o adivinar la evolución de la crisis económica, los expertos se equivocan tanto como cualquier otra persona. El problema es que hay más personas que merecen el premio Nobel que personas que pueden llegar a recibirlo. Por cierto, que este año los ganadores serán premiados con algo menos de un millón de euros, pues la Fundación Nobel rebajó el dinero del premio en un 20 por ciento hasta los 8 millones de coronas suecas (unos 930 mil euros).

La gran noticia científica de este año ha sido el descubrimiento de la partícula de Higgs, ¿crees que Peter Higgs recibirá el premio Nobel de Física? No, me parece que esta año es demasiado pronto. El descubrimiento del bosón de Higgs se anunció en julio, pero el plazo para presentar las nominaciones acabó en febrero. Aunque Peter Higgs haya sido nominado para el premio por algunos físicos es muy difícil que la Academia Sueca premie el descubrimiento de esta partícula en 2012. En mi opinión, lo recibirá en 2013. El año que viene será muy fácil adivinar el Nobel de Física, pues Higgs estará en todas las quinielas.

¿Quién crees entonces que pueden ser los ganadores del Premio Nobel de Física? Lo sabremos el martes, pero como los Nobel de Física suelen alternar premios a la física fundamental con premios a la física aplicada, yo creo que este año toca física aplicada. En mi opinión, los más firmes candidatos son los descubridores de los metamateriales, el británico Sir John Pendry, y los estadounidenses Sheldon Schultz y David Smith. Estos metamateriales son materiales artificiales con propiedades ópticas muy especiales que permiten desarrollar capas de invisibilidad, superlentes y otros sistemas ópticos. Ahora mismo los metamateriales están muy de moda.

¿Y si el premio Nobel de física fuera a una investigación de física fundamental, cuál elegirías? Me lo pones difícil, pero yo creo que otro tema muy de moda hoy en día, los exoplanetas son el candidato más firme. Los suizos Michel Mayor y Didier Queloz merecen el Nobel por haber descubierto el primer planeta extrasolar en 1995, llamado 51 Pegasi b. A día de hoy se conocen 839 planetas en 662 sistemas planetarios y este número sigue creciendo día a día. La búsqueda de exoplanetas está muy de moda y es algo que realmente merece el premio.

Pasemos a otro premio, ¿qué predices para el premio Nobel de Química? Yo no soy químico, pero creo que este año se va a premiar un avance en química instrumental. Los estadounidenses William Moerner y Allen Bard merecen el Nobel por el desarrollo de la espectroscopía monomolecular en 1989, una técnica que ha permitido observar moléculas de forma individual. Un descubrimiento revolucionario con multitud de aplicaciones hoy en día; podría acompañarles el francés Michel Orrit.

¿Y qué nos dices del Premio Nobel de Medicina/Fisiología? Otro premio que me pilla un poco lejos de los temas que yo domino. Pero creo que los más firmes candidatos son los japoneses Kazutoshi Takahashi y Shinya Yamanaka que descubrieron las células iPS (células madre pluripotentes inducidas). Se trata de un proceso que permite reprogramar células adultas ya diferenciadas y devolverlas al estado de las células madre pluripotentes. Un trabajo muy importante en medicina regenerativa y de moda en la actualidad.

¿Te atreves con otros Premios Nobel? La verdad es que no soy capaz de predecir los Nobel de la Paz, o de Economía, yo me limito a los Nobel de ciencias. Si quieres te comento otros dos firmes candidatos al Nobel de Medicina, los candidatos eternos del genoma humano, los estadounidenses Francis Collins, director del proyecto genoma humano, y  J. Craig Venter, que secuenció el genoma humano desde una empresa privada.  Su contribución al desciframiento del genoma humano merece un premio sin lugar a dudas.

Lo dicho, si no has escuchado aún el audio, sigue este enlace

Predicciones de Thomson Reuters para los Premios Nobel de 2012

Como todos los años, sobre estas fechas, Thomson Reuters utiliza los datos bibliométricos del ISI Web of Science para predecir los premios Nobel de ciencias (Medicina, Física, Química y Economía). En Science Watch tienen un listado al que añaden tres nuevos candidatos, el Hall of Fame de los posibles candidatos de años anteriores (los únicos españoles en la lista son Juan Ignacio Cirac para el Nobel de Física y Joan Massagué para el Nobel de Medicina). Permíteme un repaso a dichas predicciones.

Premio Nobel de Física.

Teletransporte cuántico Uno de los secretos del protocolo de teletransporte cuántico es su nombre, que trae reminiscencias del teletransporte de películas como Star Trek, aunque no tenga nada que ver. El marketing del título de un artículo científico o del nombre de un procedimiento experimental es fundamental para su rápida aceptación. El teletransporte cuántico es el único protocolo cuántico capaz de copiar información cuántica de un sistema a otro (con el requisito previo inexcusable de que hayan estado previamente entrelazados entre sí). El descubrimiento en 1984  del protocolo de cifrado cuántico (también llamado criptografía cuántica) por Charles H. Bennett (IBM Corporation, EEUU) y Gilles Brassard (Univ. Montreal, Canadá), les llevó a proponer, junto a William K. Wootters (Williams College, EEUU) la idea del teletransporte cuántico como único mecanismo de copia de la información cuántica. En 1993, se publicó el diseño del primer experimento para demostrarlo (C. H. Bennett, G. Brassard, C. Crépeau, R. Jozsa, A. Peres y W.K. Wootters). Este año, sin ir más lejos, se ha logrado un récord de teletransporte cuántico en una distancia de 143 km en las Islas Canarias.

Luz “lenta”. Lene V. Hau (Univ. Harvard, EEUU) logró en 1999 ralentizar pulsos de luz a solo 17 m/s, unos 61 km/h, mientras atravesaban un condensado de Bose-Einstein (BEC) ultrafrío, y en 2001 llegó incluso a parar la luz durante unas milésimas de segundo. Su secreto fue un fenómeno físico de los BEC llamado transparencia inducida electromagnéticamente, que fue descubierto por Stephen E. Harris (Univ. Stanford, EEUU).

Fotoluminiscencia del silicio poroso. El silicio no puede emitir luz, pero Leigh T. Canham (Univ. Birmingham, GB) descubrió en 1990 que el silicio poroso es fotoluminiscente y puede hacerlo, de hecho, también es electroluminiscente. La gran ventaja del silicio poroso es que permite desarrollar aplicaciones nanotecnológicas compatibles con las tecnologías microelectrónicas actuales.

¿Qué pasa con el Nobel al bosón de Higgs? Como ya he comentado en este blog, las nominaciones al Nobel se recogen en febrero y entonces el bosón de Higgs no estaba en las quinielas. Si se concede el premio con urgencia, será como Nobel de Física en 2013. Si no se concede con urgencia, porque se espere al análisis de todos los datos recopilados en 2012, que será publicado en el verano de 2013, no será Nobel de Física hasta 2014.

Premio Nobel de Química.

Puntos cuánticos. Los puntos cuánticos (quantum dots) son nanocristales semiconductores que fueron descubiertos por el químico Louis E. Brus (Univ. Columbia, EEUU) cuando trabajaba en los Laboratorios Bell de AT&T en 1983. En la actualidad muchas aplicaciones nanotecnológicas se basan en estos dispositivos, cuya papel más importante es en nanofotónica (nanodispositivos tipo LED capaces de emitir luz).

Nanopartículas de oro. El oro es ideal para las joyas por su baja reactividad, lo que les permite “durar para siempre,” sin embargo, en 1985 Masatake Haruta (Univ. Metropolitana de Tokio, Japón) descubrió que nanopartículas de oro en un coloide eran un excelente catalizador de ciertas reacciones químicas, sobre todo las que involucran el oxígeno (como la oxidación de CO a muy baja temperatura, descubierta por Haruto en 1987). La catálisis basada en el oro fue llevada a su situación actual en la década de los 2000 gracias a los trabajos de Graham J. Hutchings (Univ. Cardiff University, GB), por ello también lo han incluido como candidato al Nobel en ScienceWatch.

Fotocatálisis y superhidrofilia del dióxido de titanio. En 1972 se publicó en Nature la tesis doctoral de Akira Fujishima (Univ. Tokio, Japón), quien junto a su director de tesis, Kenichi Honda (que yo también incluiría como candidato al Nobel si se concediera por este trabajo) descubrió que el dióxido de titanio puede utilizar para obtener hidrógeno por fotodisociación (fotolisis) del agua (procedimiento de bajo rendimiento y poco práctico en las aplicaciones industriales). En los 1990, Fujishima descubrió que el dióxido de titanio era superhidrófilo al ser irradiado con luz ultravioleta. El efecto fotocatalítico de Fujishima-Honda y la superhidrofilia de Fujishima han conducido a gran número de aplicaciones en sistemas de autolimpiado, como espejos para automóviles, y en sistemas para el tratamiento de la polución ambiental.

Premio Nobel de Fisiología o Medicina.

Adhesión celular. Richard O. Hynes (MIT, EEUU) y Erkki Ruoslahti (Inst. Investig. Médica Sanford-Burnham, EEUU) descubrieron de forma independiente la fibronectina, una proteína muy importante en la adhesión celular (con una función importante en la coagulación de la sangre, la cicatrización y la fagocitosis). Masatoshi Takeichi (Centro Biología Desarrollo RIKEN, Japón) descubrió la relación entre la fibronectina y las integrinas, gracias a canales de calcio, lo que permitió entender la función bioquímica de las primeras.

Control y señalización celular. Anthony “Tony” R. Hunter (Univ. California San Diego, EEUU) descubrió la fosforilación de la tirosina, fundamental para la señalización celular, y Anthony “Tony” J. Pawson (Univ. Toronto, Canadá), descubrió el dominio SH2, común a la mayoría de las proteínas que intervienen en las rutas de señalización, que se conecta a los receptores de la señal fosforilada.

Regulación genética. El papel de las histonas (responsables del empaquetamiento del ADN en el núcleo de las células) en la regulación de la expresión de los genes es fundamental. Los trabajos de C. David Allis (Univ. Rockefeller, EEUU) y Michael Grunstein (Univ. California Los Angeles, EEUU) clarificaron este papel a finales de los 1980.