John Walker: "En lugar de utilizar partes de biomáquinas, é mellor comprender e aplicar a súa base química"
John Walker: "En lugar de utilizar partes de biomáquinas, é mellor comprender e aplicar a súa base química"
Na súa época en Cambridge traballaban científicos de prestixio. Por que Cambridge? Esas cousas pasan por casualidade?
Creo que o éxito da Universidade de Cambridge radica na tradición da investigación. Alí traballa boa xente, e iso atrae a moita xente boa. Deste xeito, a tradición avanza aos poucos e pode chegar a congregar a importantes xeracións de investigadores. Por iso creo que Cambridge foi e será un gran referente en Inglaterra.
Crees que en Inglaterra o interese pola ciencia reduciuse?
Polo menos en Cambridge non. Houbo moitos científicos importantes, pero os que están agora son moi bos e non creo que haxa menos interese.
Coñeceu a Watson e Crick?
James Watson non, pero cando cheguei a Cambridge, Francis Crick aínda estaba a traballar alí. Era una persoa de gran personalidade, moi afeccionada aos debates teóricos. Naquela época, no bar da universidade, na cantina, calquera facía públicas as discusións. Non era difícil atopar a Crick nestes casos.
E Linus Pauling?
Estiven dúas veces con Linus Pauling. Una vez veu dar una conferencia a Cambridge. A segunda foi curiosa: Atopeino nun bar de Moscova. Non había moitos lugares paira almorzar ao redor de min, funme a un deles e alí atopeime con Linus. Presenteime e almorzamos xuntos. Faleille do meu traballo e el escoitoume con moito interese. Tiña moita capacidade de escoita, a diferenza de Crick.
Abordando o tema da súa investigación, como xestiona a enerxía mitocondria?
Utiliza un complexo sistema de proteínas. Pero a base é a acumulación de protones no interior da membrana. Desta forma xérase un gradiente na concentración de protones, e a deposición dos protones libera enerxía. Os protones, por tanto, teñen a mesma función que a auga nas centrais hidroeléctricas. E as proteínas presentes na membrana mitocondrial sintetizan moléculas de ATP con esta enerxía. O resto de procesos químicos da célula poden utilizar enerxía almacenada en moléculas de ATP.
Estas proteínas forman una biomáquina. Existen outros sistemas similares nas células?
Si, e non só nas células. Estas biomáquinas son rotores, é dicir, este sistema conectado á membrana ten partes móbiles en rotación. Por iso, moitos microorganismos, en lugar de utilizar esta rotación paira xerar ATP, utilízano paira mover un flagelo. Neste caso tamén é una bomba de protones, pero utilízase mecanicamente en lugar de almacenar a enerxía químicamente.
Desde o punto de vista mecánico, o movemento máis importante dunha proteína é o cambio de conformado de toda a molécula. É a biofísica una nova forma de estudar as proteínas?
A reacción química débese aos cambios físicos deste cambio de conformado. Agrupan os reactivos que deben participar de forma reaccionable. A análise do mecanismo concreto permite una mellor comprensión do proceso. A zona catalítica xérase unicamente pola unión de determinados aminoácidos. Estes movementos de formación da zona catalítica van acompañados dun cambio xeral de actitude da proteína. Forman parte do mecanismo. E é imprescindible comprender estes cambios paira comprender a reacción química que se produce no seu interior. Por tanto, as proteínas son dispositivos mecánicos que producen reaccións químicas.
É posible que una proteína catalice una reacción química sen función só paira conseguir un cambio de posición global?
Os movementos de rotación que investigamos están moi relacionados coa reacción catalizadora de proteínas. Un depende do outro. Hai poucas excepcións, pero en xeral son movementos moi específicos e todo o que ocorre ten un obxectivo ou outro. Non hai procesos estériles.
Con todo, os protones poden atravesar algunhas membranas sen reaccionar, polo que poden facer una vía estéril. É moi interesante e non se entende como ocorre. De feito, o 30% da enerxía que producimos utilízase neste tipo de procesos. Por tanto, non somos 100% eficientes. En certa medida, as persoas menos eficientes son as afortunadas, xa que si comemos moito non engordan, as que son 100% efectivas engórdanse moito coa mesma cantidade de comida.
Por iso, os investigadores están moi interesados neste tema, son procesos biolóxicos relacionados coa obesidade. No noso laboratorio, por exemplo, é un tema prioritario. Estamos a estudar a obesidade e a diabetes relacionada.
Que outros procesos estades a investigar?
No noso laboratorio investigamos tamén os procesos biolóxicos do envellecemento. Queremos saber si a mitocondria participa nestes procesos. No mecanismo de transformación da enerxía xéranse os radicais do osíxeno como produto lateral. Estes radicais son moi prexudiciais, poden danar o ADN das mitocondrias e creemos que este proceso ten que ver co envellecemento.
O ADN mitocondrial deteriórase antes que o dos núcleos, polo que a medida que envellecemos perdemos a capacidade de produción de enerxía, sentimos cada vez máis cansos, etc. É un proceso de dexeneración. Entendendo o seu mecanismo, xorde a seguinte pregunta: é posible interromper ou retardar o proceso? Isto oriéntanos cara á investigación de sustancias anti-radicais, como a vitamina C e outros antioxidantes. Estes produtos poden evitar reaccións dos radicais.
En moitos ámbitos do medicamento pódese aplicar o que se aprende destes sistemas básicos de bioloxía.
Os sistemas de proteínas que investigades son rotores e dispositivos do tamaño das moléculas. Pódense utilizar elementos destes sistemas paira a nanotecnoloxía, é dicir, paira a fabricación de nanomaquinas artificiais?
Esta idea, por suposto, non pode ser descartada. Pero hai moitos problemas. Estas biomáquinas rompen facilmente. Non son fáciles de manexar. Por exemplo, si formasen parte dun chip, terían que ser unha contorna idónea paira manterse estable durante moito tempo, xa que pola contra degradaríanse rapidamente. Terían grandes problemas, por iso eu faría outra proposta. En lugar de utilizar partes de biomáquinas, podemos tentar comprender a base química do funcionamento e aplicar os principios apresos a nanomaquinas fabricadas polo home. As nanomarinas serán, ademais, máis sinxelas que as biomáquinas, debido á súa complexidade.
Hai algúns exemplos. Algúns científicos tomaron proteínas con funcións bioenergéticas e utilizáronas como interruptores nos chips. Por tanto, non se pode rexeitar a idea, pero creo que de momento non é fácil facelo.
Na actualidade existe una maior tendencia a analizar a bioquímica desde o punto de vista químico que desde o punto de vista biolóxico. Así parece. Recoñecendo que ambas as aproximacións son necesarias, como ve a contribución de cada ámbito?
Creo que ambas son necesarias. Desenvolvín a miña carreira profesional en investigación médica, pero traballei en institutos multidisciplinares. Tiven biólogos, químicos, médicos, matemáticos teóricos e expertos en diferentes campos da ciencia. Deste xeito, cada un traballaba cunha visión propia dun determinado sistema biolóxico, pero tendo en conta as incidencias de todos os demais. A suma de todos estes estudos é frutífera. Por tanto, creo que este tipo de sistemas non poden entenderse desde un único punto de vista, nin desde a bioloxía nin desde a química.
Buletina
Bidali zure helbide elektronikoa eta jaso asteroko buletina zure sarrera-ontzian