¿CÓMO ES UNA PROTEÍNA?

El bioquímico David Baker  lidera una revolución tecnológica que puede cambiar para siempre la ciencia y la medicina. Para entender todo su potencial hay que viajar a lo más hondo de un ser vivo: su ADN. Esta molécula almacena todas las instrucciones necesarias para fabricar proteínas usando combinaciones de cuatro letras: ACGT. Las proteínas son las responsables de casi cualquier proceso biológico que pueda imaginarse, desde que un árbol crezca a que una luciérnaga brille en la oscuridad o que una persona piense, respire, digiera su comida y todo lo demás, gracias a al menos 20.000 proteínas diferentes.

Entender cómo toman su forma las proteínas ha sido uno de los problemas más endiablados de la biología durante más de medio siglo. La transcripción y traducción del ADN dentro de las células produce una secuencia lineal de aminoácidos ordenados en fila india. Pero en fracciones de segundo esa hilera se retuerce sobre sí misma para formar estructuras tridimensionales perfectas capaces de abrazar, cortar, pegar, absorber, transmitir, producir. Nada en las secuencias bidimensionales de ADN ni de aminoácidos resultantes permite predecir qué forma tendrá la molécula final; y es su forma lo que determina su función. Calcular todas las formas posibles de una sola proteína con métodos convencionales podría llevar más de 13.700 millones de años, la edad del universo. Y en la naturaleza existen cientos de millones de proteínas distintas.

El verano pasado, AlphaFold, un sistema de inteligencia artificial desarrollado por Deepmind, una empresa propiedad de Google, resolvió la forma de casi todas las proteínas conocidas: más de 200 millones. El logro histórico fue posible gracias a sistemas de aprendizaje profundo. Estos conjuntos de algoritmos imitan el funcionamiento de las neuronas del cerebro humano. Aunque aún están lejos de igualar la capacidad de nuestro encéfalo, son muy eficientes buscando patrones en enormes bases de datos. Gracias a estos sistemas, resolver la forma de una proteína se hace ahora en minutos, en lugar de años.

El laboratorio de David Baker en la Universidad de Washington va un paso más allá. Ha desarrollado varios sistemas de inteligencia artificial abiertos que crean proteínas que nunca han existido en la naturaleza. El sistema RoseTTAFold y sus sucesores permiten diseñar con una facilidad sin precedentes nuevas proteínas con funciones asombrosas, como bloquear todas las variantes de la Covid-19 o combatir enfermedades sin causa conocida, como la de Crohn o la fibrosis pulmonar idiopática. Su equipo está perfeccionando un sistema de herramientas para “hablar una proteína”, es decir, describir su función con la voz y que el ordenador aporte su secuencia completa. También persigue aportar solo parte de una proteína y que el sistema la autocomplete, como si fuera una búsqueda por Google.

Baker acaba de ganar el premio Fronteras Fundación BBVA de Biomedicina junto a sus compañeros de Deepmind Demis Hassabis y John Jumper. En esta entrevista, realizada por videoconferencia, habla sobre el enorme potencial de esta tecnología. Uno de sus objetivos más alcanzables es crear un espray nasal que bloquee la entrada de la gripe, el virus sincitial, el coronavirus y otros patógenos respiratorios invernales gracias a proteínas diseñadas con inteligencia artificial.

Fuentes: El País,Notas de Prensa