Nobel para 3 científicos que combinaron informática y química

Los científicos Martin Karplus, Michael Levitt y Arieh Warshel fueron reconocidos este miércoles "por el desarrollo de modelos de multiescala para sistemas químicos complejos". Ellos sentaron las bases de los potentes programas que son usados para comprender y predecir procesos químicos, unos modelos informáticos que replican la vida real y que se han convertido en uno de los avances más cruciales para la química actual.

Los 3 científicos que recibieron el Nobel de Química 2013.

El investigador austríaco Martin Karplus, el sudafricano Michael Levitt y el israelí Arieh Warshel son los ganadores del Premio Nobel de Química 2013,  "por el desarrollo de modelos multiescala para sistemas químicos complejos", informó la Real Academia Sueca de Ciencias en Estocolmo.

 

En la década de 1970 los investigadores premiados sentaron las bases de los potentes programas que son usados para comprender y predecir procesos químicos, unos modelos informáticos que replican la vida real y que se han convertido en uno de los avances más cruciales para la química actual.

 

La Real Academia de Ciencias Sueca premió hoy con el Nobel de Química a tres investigadores por elaborar sistemas informáticos universales que han revolucionado el estudio de la química y con aplicaciones en múltiples campos, desde la medicina a la mecánica.

 

El austríaco Martin Karplus, el británico Michael Levitt y el israelí Arieh Warshel desarrollaron modelos multiescala para sistemas químicos complejos, lo que ha permitido unir dos campos antes enfrentados, la química clásica y la química cuántica, destacó en su fallo la Academia.

 

Las reacciones químicas se producen en fracciones de milisegundo, los electrones saltan de un átomo a otro, lo que resultaba un reto difícil de abordar para la química clásica porque es virtualmente imposible cartografiar experimentalmente cada pequeño salto en un proceso químico. “Con la ayuda de los métodos ahora premiados con el Nobel de Química, los científicos hicieron que los ordenadores desvelaran los procesos químicos, como una purificación catalítica de humos o la fotosíntesis en las hoja verdes”, continúa la Academia. 

 

“Los trabajos de Kurplus, Levitt y Warshel son fundamentales ya que lograron que la física clásica de Newton funcionase junto con la física cuántica fundamentalmente diferente”. Hasta sus aportaciones, los químicos tenían que elegir entre una u otra porque, mientras la primera, la física clásica suponía hacer cálculos simples y podía utilizarse para modelizar grandes moléculas, su debilidad residía en que no permitía simular reacciones químicas. Para esto los científicos tenían que recurrir a la física cuántica, pero entonces los cálculos exigían una gran potencia de cómputo y se podía hacer solo para modelos pequeños.

 

“Los tres premiados en Química tomaron lo mejor de ambos mundos y concibieron métodos que usan tanto la física clásica como la cuántica”, continúan los académicos suecos. Así, por ejemplo, se logra simular cómo se acopla un medicamento a su proteína diana en el organismo, y el ordenador realiza las cálculos de los átomos de la proteína diana que interaccionan con el fármaco. “Hoy en día, el ordenador es una herramienta tan importante para la química como el tubo de ensayo”, concluye la notificación del Nobel.

 

Hasta la publicación de los trabajos de los tres galardonados, los científicos tenían importantes limitaciones a la hora de simular moléculas o reacciones químicas en sus ordenadores, teniendo que ignorar aspectos centrales, como las interacciones con el ambiente.

 

El primer paso para resolver el problema lo dio a principios de la década de 1970 el equipo dirigido por Karplus en la Universidad de Harvard, desarrollando programas informáticos que podían simular reacciones químicas con la ayuda de la física cuántica.

 

A ese equipo entró a formar parte Arieh Warshel, un científico israelí que acababa de concluir su doctorado y que había elaborado en Israel con Michael Levitt un programa informático que permitía modelar todo tipo de moléculas.

 

Usando ese programa como punto de partida, Karplus y Warshel desarrollaron otro más perfeccionado basado en la física cuántica y publicaron sus resultados en 1972.

 

El programa tenía no obstante una limitación importante: sólo funcionaba con moléculas con simetría especular.

 

Warshel volvió a trabajar dos años más tarde con Levitt en Israel con el objetivo de elaborar un programa aplicable para las enzimas, proteínas que rigen las reacciones químicas en los organismos vivos.

 

En 1976 publicaron el primer modelo computerizado de una reacción enzimática, un logro revolucionario, ya que podía ser usado para cualquier tipo de molécula.

 

Los tres científicos galardonados tienen nacionalidad estadounidense, pero ninguno de ellos nació en su país de adopción: Karplus es austríaco de nacimiento (1930), Levitt, nació en Sudáfrica (1947) y Warshel en Israel (1940). El primero es de la Universidad de Estrasburgo (Francia) y de la de Harvard; Levitt, de la Universidad de Stanford y Warchel, de la Universidad de California del Sur en Los Ángeles.

 

Inmediatamente después del anuncio oficial del galardón, en Estocolmo, la Academia sueca ha contactado con Warshel, en Los Ángeles, quién, pese a la temprana hora allí, ha dicho que se encontraba extremadamente bien y que estaba viendo en directo el anuncio (que se transmite por internet). Acerca de su motivación para esta investigación merecedora ahora de la máxima distinción científica, ha contestado: “En mi caso, la curiosidad”.

 

Martin Karplus nació en 1930 en Viena y es profesor emérito en USA, en la Universidad de Harvard.

 

Levitt, nacido en 1947 en Pretoria y con ciudadanía estadounidense y británica, ejerce en la Universidad de Stanford.

 

Warshel nació en 1940 en Sde-Nahum, Israel, y trabaja en la Universidad del Sur de California, Los Angeles.

 

Estos galardonados siguen en la nómina del prestigioso galardón a los estadounidenses Robert J. Lefkowitz y Brian K. Kobilka, que lo recibieron en 2012 por sus estudios sobre los receptores acoplados a "proteínas G", que permitieron la producción de nuevas medicinas.

 

El Nobel de Química está dotado con 8 millones de coronas suecas (922.000 euros o 1,3 millones de dólares) y el anuncio de los ganadores hoy siguió a los correspondientes a Física, el martes, y Medicina, el lunes.

 

La Real Academia sueca distinguió ayer al físico belga François Englert y al británico Peter Higgs con el Nobel de Física por haber postulado la existencia de la partícula subatómica conocida como bosón de Higgs.

 

La ronda de los Nobel arrancó el lunes con el de Medicina, que compartieron los científicos estadounidenses James E. Rothman y Randy W. Schekman y el alemán Thomas C. Südhof por descubrir "la maquinaria que regula el tráfico vesicular, un sistema de transporte esencial en nuestra células".