Premis Nobel de Química, Física, Fisiologia i Medicina

1995/12/01 Agirregabiria, Juan M. | Aizpurua Sarasola, Joxerra | Txurruka, Jesus Mari - Genetika, Antropologia Fisikoa eta Animalien Fisiologia SailaEHU | Zubiaga, Ana Iturria: Elhuyar aldizkaria

• Anatomia/Fisiologia
• Medikuntza
• Fisika
• Kimika
• Sariak

Química

• Mario Molina
• Sherwood Rowland
• En Paul Crutz

La primera notícia oficial del forat d'ozó la vam tenir en 1985 de la mà d'un article publicat per un grup d'investigadors en la revista Nature. Des de llavors és alguna cosa que hem sentit moltes vegades. El debat que va suscitar aquesta notícia va fer famosos a les substàncies CFC i avui dia existeix un consens internacional gairebé absolut sobre la responsabilitat dels CFCs. De fet, amb l'aprimament de la capa d'ozó, els raigs ultraviolats de baixa freqüència perjudicials per als éssers vius arribaran a la troposfera en majors quantitats que en l'actualitat, augmentant el risc de càncer de pell i de canvis genètics.

No obstant això, els precursors del forat d'ozó es troben en la dècada dels setanta. Ja en aquesta època diversos investigadors van demostrar que el clor de les substàncies CFC eliminava l'ozó estratosfèric. Els premis d'enguany es poden considerar, per tant, com a continuació del camí emprès en aquesta època. De fet, els Premis Nobel de Química de 1995 han premiat a investigadors i recerques pioneres en aquesta matèria.

És evident, d'altra banda, que els Premis Nobel van començar a rebre crítiques cada vegada més rigoroses, ja que les ciències relacionades amb el medi ambient mai es consideraven com a tal; no obstant això, amb els premis d'enguany s'ha fet un pas important en la consideració de la química com un aspecte que la química tradicional no considerava el seu àmbit.

Els investigadors premiats treballen als EUA i Alemanya. D'una banda, Mario Molina, de l'Institut Tecnològic de Massachusetts, i Sherwood Rowland, de la Universitat de Califòrnia, en Irvine, i per un altre, Paul Crutz, de l'Institut Max Plank de Magúncia, han estat els guanyadors d'enguany.

Crutzen va demostrar en 1970 que els òxids de nitrogen apareixien com a catalitzadors en la desaparició de l'ozó i en 1974 Molina i Rowland van sospitar que l'hidrocabeza de clorofluoro, és a dir, els CFCs tenien relació directa amb la desaparició de l'ozó. La majoria dels treballs realitzats des de llavors es basen, per tant, en la recerca d'aquests pioners.

Física

• Martín L. Perl
• Frederick Regnis

Martín L., que treballa a Califòrnia. Perl i Frederick Regnis han estat els físics que han rebut enguany el Premi Nobel de Física per les seves “avançades aportacions experimentals a la física dels leptois”. La Reial Acadèmia Sueca de Ciències ha premiat a Perl i a Reines per “la detecció del neutrí” per el “descobriment del tau leptoia”.

La física dels leptois (i la física de les partícules elementals) va néixer en els últims anys del segle passat, J.J. Quan Thomson va trobar l'electró. XX. Per a començaments del segle XX, els raigs catòdics i els raigs b són electrons, però el mecanisme que els produeix, conegut com a desintegració b, no s'entenia.

En 1930 el científic Wolfang Pauli va postular que en el procés b, a més de l'electró, s'emet una altra partícula i el va batejar com a neutrí. La proposta era molt valenta, ja que el propi Pauli pensava que la interacció del neutrí amb l'entorn era massa feble i que mai s'anava a detectar. La certesa de Pauli es basava en principis teòrics sòlids. I és que per a preservar els principis de permanència tan prolífics en física era imprescindible la participació d'alguna altra partícula en aquest procés. El futur ens ha demostrat que Pauli és una de les prediccions més contundents de la teoria. Enrico Fermi es va valer de la hipòtesi dels neutrins en llançar la teoria de la feble interacció; els físics la van acceptar per unanimitat, però com és habitual, la demostració experimental era absolutament necessària.

L'aportació experimental pionera a la física dels leptois ha estat premiada amb el Premi Nobel de Física d'enguany.

En 1953, Regnis i Cowan van proposar un experiment per a detectar neutrins en els reactors nuclears, incloent el propi Fermi. En les sessions celebrades en Savannah River en els pròxims set anys es va demostrar l'existència de n antineutrino. En la notació actual, la reacció que van analitzar seria:

n + p B n + e+

Clyde L. En morir Cowan en 1974 no podia rebre el Premi Nobel. En el “model estàndard” que utilitzem avui dia per a comprendre la física de les partícules elementals, els components essencials de les partícules es divideixen en tres famílies, cadascuna de les quals té dues leptoi i dos quark. La primera família agrupa l'electró, el neutrí electrònic i els quarks “a dalt” i “a baix”, i era coneguda a principis dels 70. Quatre anys després els components de la segona família també estaven plenament acceptats entre els científics. No obstant això, quan ningú ho esperava, en els experiments que Perl va dirigir en l'accelerador lineal de Stanford entre 1974 i 1975 va descobrir el primer component de la tercera família: el tau leptoia. Aquestes t partícules i les seves respectives antipartas t van aparèixer en trobar-se electrons i positrons d'alta energia.

e_ + e+ B + t

en reacció. La partícula t és el segon germà pesat i inestable de l'electró (el primer és el muón). Després d'aquest descobriment s'han trobat altres components de la tercera família. L'últim element ha estat “gain” quarka i la seva existència es va ratificar l'any passat.

Segons els experiments del CERN realitzats en els últims anys, no hi ha una altra família. Si aparegués un quart, el model estàndard hauria de tenir alguna novetat.

Fisiologia i Medicina

• C. Nüsslein-Volhard
• R. Wieschaus
• R. Lewis

El fet que les bases teòriques i les metodologies de recerca de les àrees anteriorment denominades bioquímiques, genètica, biologia cel·lular i de desenvolupament s'hagin acostat molt en els últims anys, ha fet que els seus límits s'hagin difuminat, la qual cosa ha donat lloc al fet que aquestes disciplines hagin conegut una clara consolidació. D'altra banda, si afegim a aquests components la teoria evolutiva que impregna conceptualment totes les disciplines de la biologia, totes les peces del mosaic quedaran unides.

En el lliurament dels Premis Nobel de Medicina i Fisiologia d'enguany, l'Acadèmia Sueca ha volgut premiar a tres investigadors que poden ser considerats com el símbol d'aquesta consolidació. Els guardonats han estat Christiane Nüsslein-Volhard, dona alemanya de l'Institut Max Planck de Tübingen i dos homes estatunidencs, Edward Lewis i Eric F. Wieschaus, el primer en l'Institut Tecnològic de la Universitat de Califòrnia en Pasadena i el segon en la Universitat de Princenton en Nova Jersey, en l'altre extrem dels EUA

T.H. als Estats Units a principis d'aquest segle Després de treballar sobre les mutacions genètiques que es produeixen en la mosca Morgan Drosophila melanogaster, els avantatges que ofereix aquest insecte per a dur a terme aquest tipus de recerques van aparèixer clarament. En aquest ambient va començar a treballar Edward Lewis en 1946, quan les mutacions que es produïen en els gens homeóticos, que controlaven el desenvolupament embrionari dels òrgans homòlegs, van començar a investigar com transformaven les diferents fases del desenvolupament embrionari per a arribar als efectes morfològics observables en les mosques.

Per exemple, al cap de la mosca que portava algun mutat d'aquesta mena de gens homeóticos (s'utilitza l'abreviatura Hox per a denominar-los), l'antena podia substituir-se per una cama més o menys desenvolupada; o en el tòrax el segon parell sud en lloc d'halterios. Els gens Hox no constitueixen una sèrie d'instruccions com “volar” o “trepitjar”, sinó que el seu treball consisteix a canviar el “programa de desenvolupament embrionari” de cada lloc, controlant la morfologia dels diferents llocs del cos des de diferents gens Hox.

Per tant, els defectes morfològics observats en Drosophila apareixen en el lloc inapropiat de l'embrió degut a l'inapropiat gen Hox. Així, en una laca del tòrax de la mosca, que en realitat seria sud, és a dir, filogenéticamente ve marcada, ontogenéticamente, pel gen homeótico Ultrabithorax; o en l'exemple invers de l'ontogènia i la filogènia, en lloc de formar l'antena al cap, es converteix en halterio; o, més sorprenentment, en Almhtopeda. Fins que Lewis va iniciar aquesta línia de recerca, ningú havia realitzat una recerca genètica sobre el desenvolupament embrionari dels invertebrats.

La revisió publicada per Edward Lewis en la revista Nature en 1978 va tenir una gran repercussió i influència en la qual, a més de resumir els reeixits resultats obtinguts durant 30 anys sobre els gens Hox, va exposar una hipòtesi sobre l'aparició evolutiva i el funcionament dels gens Hox.

Aquesta publicació de Lewis va revitalitzar la labor d'altres investigadors, entre els quals es troben els altres dos premis Nobel d'enguany, Nüsslein-Volhard i Wieschaus que ja estaven treballant en la genètica de Drosophila. Precisament en aquest any 1978, els agents mutagènics utilitzats amb els bacteris Nüsslein-Volhard i Wieschaus van ser aplicats a les mosques madures i, posteriorment, van iniciar la recerca de les larves mutants que apareixien en la següent generació d'aquestes, encara que d'aquests experiments pocs es podien esperar resultats concloents.

Després d'estudiar a uns centenars de milers de mosques, en dos anys tenien identificats 139 gens implicats en el desenvolupament embrionari de Drosophila. Òbviament, el simple fet d'intentar desentranyar les relacions i jerarquies de tots els gens entre si requeria d'un treball tan valent com per a excitar al genètic més atrevit, però desoint els consells de la resta de genètics experts, es van llançar amb un coratge admirable.

Com s'ha pogut comprovar posteriorment, en el màxim nivell d'aquesta jerarquia genètica es troben els gens Hox. Les grans conseqüències morfològiques dels gens Hox suggereixen que, directa o indirectament, els gens Hox regulen molts altres gens a través de factors de transcripció. A tall d'exemple, atesa l'estimació recent, es pot afirmar que el producte del gen homeólico Ultrabithorax, factor de transcripció associat a l'ADN, extreu 85-170 gens del genoma de Drosophila. Aquesta simple dada ens mostra la penosa tasca que suposava el desapilamiento de la mataza de tots aquests gens interdependents a través dels circuits de retroalimentació, i el que demanarà d'ara endavant, ja que el problema no està totalment resolt.

La importància dels gens Hox no es limita a la seva influència en el desenvolupament embrionari de Drosophila, ja que al llarg de tota l'escala filogenètica dels animals, des de l'esponja fins a l'home, es troben els gens homòlegs Hox, malgrat les duplicitats i desaparicions dels gens Hox durant 600 milions d'anys d'evolució. Així, l'antecessor comú teòric de tots els animals hauria tingut una col·lecció de sis gens Hox, mentre que Drosophila té vuit gens Hox. Per a la invitació, el ratolí, un mamífer com nosaltres, conté quatre col·leccions de nou o onze gens Hox, conegudes col·lectivament com HOM-C (homeotic complex).

Per això, les duplicitats i posteriors diversificacions en les col·leccions de gens Hox han possibilitat l'aparició de nous gens o noves interaccions generades en la regulació genètica, la qual cosa ha donat lloc a una extrema singularitat observable en els plans morfològics dels animals. Però gràcies al fil evolutiu dels gens Hox, tots units estretament entre si i els seus parents.

Amb el Premi Nobel de Medicina i Fisiologia d'enguany s'ha volgut premiar, per tant, els revolucionaris plantejaments teòrics d'aquests tres investigadors, les recerques enginyoses, l'enorme capacitat de treball, l'obstinada valentia que no admet la desesperació, l'enorme capacitat d'abstracció i síntesi, i probablement una mica més. En la nostra humil convicció, i per escrit, no tenim cap dubte sobre el merescut premi.