La investigadora del HHMI Carolyn Bertozzi recibe el Premio Nobel de Química 2022

Resumen

La Real Academia Sueca de Ciencias anunció hoy que la investigadora del HHMI Carolyn Bertozzi de la Universidad de Stanford, Morten Meldal de la Universidad de Copenhague y K. Barry Sharpless del Instituto de Investigación Scripps son los ganadores del Premio Nobel de Química 2022 por el desarrollo de la química del clic y química bioortogonal.

© 2010 Los Regentes de la Universidad de California, Laboratorio Nacional Lawrence Berkeley

El desarrollo de ingeniosas herramientas para construir nuevas moléculas le ha valido a tres científicos el Premio Nobel de Química 2022.

Carolyn Bertozzi, investigadora del Instituto Médico Howard Hughes (HHMI) de la Universidad de Stanford, Morten Meldal de la Universidad de Copenhague y K. Barry Sharpless del Instituto de Investigación Scripps recibieron el premio por su trabajo en el desarrollo de la química del clic y la química bioortogonal.

Sharpless y Meldal sentaron las bases de una forma funcional de química: haga clic en química – en el que los bloques de construcción moleculares se unen de forma rápida y eficiente. Bertozzi ha llevado la química del clic a una nueva dimensión y comenzó a utilizarla en organismos vivos.

La Real Academia Sueca de Ciencias anunció la noticia en una conferencia de prensa el día de hoy. “El Premio de Química de este año trata de no complicar demasiado las cosas, sino de trabajar con lo fácil y sencillo. Las moléculas funcionales se pueden construir incluso siguiendo una ruta directa”, dice Johan Åqvist, presidente del Comité Nobel de Química.

Bertozzi ha sido investigador del HHMI desde 2000.

Bertozzi explora formas de rediseñar las superficies celulares con el objetivo de controlar las interacciones de las células. En última instancia, su trabajo puede permitir a los investigadores apuntar a las células cancerosas para el diagnóstico y el tratamiento, por ejemplo, o detectar bacterias patógenas en muestras de fluidos biológicos.

“Carolyn es un modelo a seguir, una mentora y una inspiración para los químicos en ciernes de todo el mundo”, dijo Leslie Vosshall, vicepresidenta y directora científica del HHMI. “Lo fantástico de Carolyn es que une sin esfuerzo la investigación básica impulsada por la curiosidad y la traducción terapéutica. Su aplicación creativa de la química a la biología ha llevado al rápido desarrollo de estas ideas para futuras intervenciones clínicas”.

Creció inmersa en la ciencia: su padre era físico nuclear en el MIT, donde asistió a campamentos de verano y luego tuvo trabajos de verano. Aún así, consideró seriamente una carrera en la música (habiendo ganado premios por composiciones y musicales acompañantes durante sus años de escuela secundaria) antes de que ganaran sus inclinaciones hacia las matemáticas y la ciencia.

Como estudiante de licenciatura en biología de Harvard, Bertozzi descubrió la emoción de la química orgánica durante su segundo año. “No salía los fines de semana porque solo quería leer el libro y ver si podía resolver los problemas”, dijo. Al darse cuenta de su vocación, cambió su especialización a química y se graduó summa cum laude. (Encontró una salida para su música: en Harvard, tocó el teclado con el guitarrista Tom Morello, fundador de la banda de rock Rage Against the Machine).

Después de que Bertozzi terminara su doctorado en química orgánica en 1993 en la Universidad de California, Berkeley, hizo algo arriesgado. Aceptó una beca posdoctoral en un laboratorio de biología celular, no en un laboratorio de química. En las décadas posteriores, los químicos han aceptado el valor de estudiar biología por inmersión total.

Estudios de azúcar

Uno de los intereses de investigación de Bertozzi es la glicosilación, el proceso celular normal mediante el cual se agregan azúcares a proteínas u otras moléculas. Los científicos saben desde hace décadas que los cambios en la glicosilación están asociados con el cáncer, la inflamación, la infección bacteriana y otras enfermedades. Bertozzi razonó que si pudiera desarrollar una forma de monitorear la glicosilación y medirla de manera rápida, simple y no invasiva, los resultados profundizarían la comprensión de los investigadores sobre cómo los azúcares de la superficie celular contribuyen tanto a la salud como a la enfermedad y podrían abrir caminos para diagnosticar y tratar enfermedades.

Con este objetivo, ella y sus colegas desarrollaron una reacción química que agrega una molécula marcadora a los azúcares de la superficie celular, una técnica que refinaron para su uso en animales vivos. Su enfoque innovador, que Bertozzi denominó química bioortogonal, utiliza reactivos que reaccionan entre sí pero no con las moléculas de la superficie celular que se producen de forma natural. Por tanto, los reactivos no interfieren con la capacidad de los azúcares para llevar a cabo sus funciones normales de señalización. El equipo de Bertozzi ha utilizado la reacción para unir marcadores a las moléculas de azúcar en las superficies celulares de los ratones. Los azúcares a los que se dirigieron son producidos en cantidades elevadas por las células cancerosas y las células inflamadas.

El trabajo del equipo sugiere que esta técnica podría usarse potencialmente para unir marcadores a las células enfermas en los pacientes, lo que permite a los médicos identificar la ubicación de las células en el cuerpo y tal vez incluso una terapia dirigida. Las técnicas desarrolladas por Bertozzi también se utilizan en la industria biofarmacéutica para generar fármacos proteicos modificados, incluidos conjugados de anticuerpos y fármacos.

lucas lavisun químico en Campus de investigación Janelia del HHMI Escuché por primera vez sobre el trabajo de Bertozzi mientras trabajaba en la industria. “Estaba claro que esta idea de la química bioortogonal iba a ser una parte importante del entonces incipiente campo de la biología química”, dice. En ese momento, Lavis sintetizó el primer lote comercial de algunas de las moléculas de Bertozzi. Ahora, dice, «las muchas reacciones que desarrolló su laboratorio impregnan todos los rincones de la química moderna».

Alto riesgo, alta recompensa

Bertozzi se enorgullece de elegir proyectos que muchos otros químicos considerarían demasiado arriesgados. “Nos gusta hacer cosas que algunas personas podrían decir que están realmente ‘allá afuera’”, dijo. En 2021, su equipo informó el sorprendente hallazgo de que las moléculas de ARN recubiertas de azúcar decoran la superficie de las células. En lo que Bertozzi describe como «probablemente el mayor impacto científico de mi vida», ella y su ex postdoctorado Ryan Flynn demostraron que los llamados glicoARN sobresalen de la membrana externa de las células de mamíferos, donde pueden interactuar con otras moléculas.

El trabajo de los investigadores dio un vuelco a la comprensión actual de cómo la célula maneja los ARN y los glicanos. Flynn ahora dirige su propio laboratorio en el Boston Children’s Hospital y la Universidad de Harvard y planea estudiar cómo, y si, los glicoARN están involucrados en la señalización inmunológica.

Bertozzi dice que la libertad de realizar una observación improbable hizo posible el descubrimiento del glicoARN. “Eso es lo que proporcionó el HHMI”, dijo. “Si yo fuera un científico joven que se topó con esto y otorgó una subvención del NIH, nos reiríamos de la sección de estudio”.

Su entusiasmo por la investigación y su talento para comunicar la ciencia en el aula ha sido reconocido con múltiples premios de enseñanza. Bertozzi compara la enseñanza con contar una historia, y su objetivo para cada conferencia es contar una anécdota memorable. Por ejemplo, en una clase que ha enseñado con frecuencia, un curso de introducción a la química para estudiantes que no son de química, ha explicado que su filosofía es “recuperar en cada lección la emoción que sentí cuando me revelaron que las moléculas son tan diversas como seres humanos.»

Bertozzi, Meldal y Sharpless se repartirán los 10 millones de coronas suecas (unos 900 000 dólares) para el premio de este año.

Bertozzi es la octava mujer en ser honrada con un Premio Nobel de Química. La primera fue Marie Curie en 1911, por su descubrimiento y trabajo sobre los elementos radiactivos radio y polonio.

Bertozzi es ahora uno de los 34 científicos actuales o anteriores del HHMI que han ganado el Premio Nobel. En 2021, el investigador del HHMI Ardem Patapoutian compartió el Premio Nobel de Fisiología o Medicina 2021 con David Julius por sus descubrimientos de los receptores para el tacto y la temperatura. En 2020, la investigadora del HHMI Jennifer Doudna compartió el Premio Nobel de Química con Emmanuelle Charpentier por desarrollar un método de edición del genoma conocido como CRISPR-Cas9.

###

El HHMI es la institución privada de investigación biomédica más grande del país. Nuestros científicos hacen descubrimientos que mejoran la salud humana y nuestra comprensión fundamental de la biología. También invertimos en transformar la educación científica en un esfuerzo creativo e inclusivo que refleje la emoción de la investigación. La sede del HHMI está ubicada en Chevy Chase, Maryland, en las afueras de Washington, DC.



Fuente del artículo

Deja un comentario