John Walker: "En lloc d'utilitzar parts de biomáquinas, és millor comprendre i aplicar la seva base química"
John Walker: "En lloc d'utilitzar parts de biomáquinas, és millor comprendre i aplicar la seva base química"
En la seva època a Cambridge treballaven científics de prestigi. Per què Cambridge? Aquestes coses passen per casualitat?
Crec que l'èxit de la Universitat de Cambridge radica en la tradició de la recerca. Allí treballa bona gent, i això atreu a molta gent bona. D'aquesta manera, la tradició avança a poc a poc i pot arribar a congregar a importants generacions d'investigadors. Per això crec que Cambridge ha estat i serà un gran referent a Anglaterra.
Creus que a Anglaterra l'interès per la ciència s'ha reduït?
Almenys a Cambridge no. Va haver-hi molts científics importants, però els que estan ara són molt bons i no crec que hi hagi menys interès.
Va conèixer a Watson i Crick?
James Watson no, però quan vaig arribar a Cambridge, Francis Crick encara estava treballant allí. Era una persona de gran personalitat, molt aficionada als debats teòrics. En aquella època, en el bar de la universitat, en la cantina, qualsevol feia públiques les discussions. No era difícil trobar a Crick en aquests casos.
I Linus Pauling?
Vaig estar dues vegades amb Linus Pauling. Una vegada va venir a donar una conferència a Cambridge. La segona va ser curiosa: Ho vaig trobar en un bar de Moscou. No hi havia molts llocs per a desdejunar al voltant de mi, em vaig anar a un d'ells i allí em vaig trobar amb Linus. Em vaig presentar i desdejunem junts. Li vaig parlar del meu treball i ell em va escoltar amb molt d'interès. Tenia molta capacitat d'escolta, a diferència de Crick.
Abordant el tema de la seva recerca, com gestiona l'energia mitocondri?
Utilitza un complex sistema de proteïnes. Però la base és l'acumulació de protons a l'interior de la membrana. D'aquesta forma es genera un gradient en la concentració de protons, i la deposició dels protons allibera energia. Els protons, per tant, tenen la mateixa funció que l'aigua en les centrals hidroelèctriques. I les proteïnes presents en la membrana mitocondrial sintetitzen molècules d'ATP amb aquesta energia. La resta de processos químics de la cèl·lula poden utilitzar energia emmagatzemada en molècules d'ATP.
Aquestes proteïnes formen una biomáquina. Existeixen altres sistemes similars en les cèl·lules?
Sí, i no sols en les cèl·lules. Aquestes biomáquinas són rotors, és a dir, aquest sistema connectat a la membrana té parts mòbils en rotació. Per això, molts microorganismes, en lloc d'utilitzar aquesta rotació per a generar ATP, ho utilitzen per a moure un flagel. En aquest cas també és una bomba de protons, però s'utilitza mecànicament en lloc d'emmagatzemar l'energia químicament.
Des del punt de vista mecànic, el moviment més important d'una proteïna és el canvi de conformat de tota la molècula. És la biofísica una nova manera d'estudiar les proteïnes?
La reacció química es deu als canvis físics d'aquest canvi de conformat. Agrupen els reactius que han de participar de forma reaccionable. L'anàlisi del mecanisme concret permet una millor comprensió del procés. La zona catalítica es genera únicament per la unió de determinats aminoàcids. Aquests moviments de formació de la zona catalítica van acompanyats d'un canvi general d'actitud de la proteïna. Formen part del mecanisme. I és imprescindible comprendre aquests canvis per a comprendre la reacció química que es produeix en el seu interior. Per tant, les proteïnes són dispositius mecànics que produeixen reaccions químiques.
És possible que una proteïna catalitzi una reacció química sense funció només per a aconseguir un canvi de posició global?
Els moviments de rotació que investiguem estan molt relacionats amb la reacció catalitzadora de proteïnes. Un depèn de l'altre. Hi ha poques excepcions, però en general són moviments molt específics i tot el que ocorre té un objectiu o un altre. No hi ha processos estèrils.
No obstant això, els protons poden travessar algunes membranes sense reaccionar, per la qual cosa poden fer una via estèril. És molt interessant i no s'entén com ocorre. De fet, el 30% de l'energia que produïm s'utilitza en aquesta mena de processos. Per tant, no som 100% eficients. En certa manera, les persones menys eficients són les afortunades, ja que si mengem molt no engreixen, les que són 100% efectives s'engreixen molt amb la mateixa quantitat de menjar.
Per això, els investigadors estan molt interessats en aquest tema, són processos biològics relacionats amb l'obesitat. En el nostre laboratori, per exemple, és un tema prioritari. Estem estudiant l'obesitat i la diabetis relacionada.
Quins altres processos esteu investigant?
En el nostre laboratori investiguem també els processos biològics de l'envelliment. Volem saber si el mitocondri participa en aquests processos. En el mecanisme de transformació de l'energia es generen els radicals de l'oxigen com a producte lateral. Aquests radicals són molt perjudicials, poden danyar l'ADN dels mitocondris i creiem que aquest procés té a veure amb l'envelliment.
L'ADN mitocondrial es deteriora abans que el dels nuclis, per la qual cosa a mesura que envellim perdem la capacitat de producció d'energia, ens sentim cada vegada més cansats, etc. És un procés de degeneració. Entenent el seu mecanisme, sorgeix la següent pregunta: és possible interrompre o alentir el procés? Això ens orienta cap a la recerca de substàncies anti-radicals, com la vitamina C i altres antioxidants. Aquests productes poden evitar reaccions dels radicals.
En molts àmbits de la medicina es pot aplicar el que s'aprèn d'aquests sistemes bàsics de biologia.
Els sistemes de proteïnes que investigueu són rotors i dispositius de la grandària de les molècules. Es poden utilitzar elements d'aquests sistemes per a la nanotecnologia, és a dir, per a la fabricació de nanomaquinas artificials?
Aquesta idea, per descomptat, no pot ser descartada. Però hi ha molts problemes. Aquestes biomáquinas es trenquen fàcilment. No són fàcils de manejar. Per exemple, si formessin part d'un xip, haurien de ser un entorn idoni per a mantenir-se estable durant molt de temps, ja que en cas contrari es degradarien ràpidament. Tindrien grans problemes, per això jo faria una altra proposta. En lloc d'utilitzar parts de biomáquinas, podem intentar comprendre la base química del funcionament i aplicar els principis apresos a nanomaquinas fabricades per l'home. Les nanomarinas seran, a més, més senzilles que les biomáquinas, a causa de la seva complexitat.
Hi ha alguns exemples. Alguns científics han pres proteïnes amb funcions bioenergètiques i les han utilitzat com a interruptors en els xips. Per tant, no es pot rebutjar la idea, però crec que de moment no és fàcil fer-ho.
En l'actualitat existeix una major tendència a analitzar la bioquímica des del punt de vista químic que des del punt de vista biològic. Així sembla. Reconeixent que totes dues aproximacions són necessàries, com veu la contribució de cada àmbit?
Crec que ambdues són necessàries. He desenvolupat la meva carrera professional en recerca mèdica, però he treballat en instituts multidisciplinaris. He tingut biòlegs, químics, metges, matemàtics teòrics i experts en diferents camps de la ciència. D'aquesta manera, cadascun treballava amb una visió pròpia d'un determinat sistema biològic, però tenint en compte les incidències de tots els altres. La suma de tots aquests estudis és fructífera. Per tant, crec que aquest tipus de sistemes no poden entendre's des d'un únic punt de vista, ni des de la biologia ni des de la química.
Buletina
Bidali zure helbide elektronikoa eta jaso asteroko buletina zure sarrera-ontzian