El legado de un Nobel: ganó el de Química por estudios
genéticos iniciados por su padre
Es Roger Kornberg, premiado por explicar mecanismos clave
de los genes. Su padre, Arthur, también había obtenido un Nobel, el de Medicina, en 1959.
Probablemente recuerde más sobre la ceremonia de mi padre que sobre la mía, dado todo lo que va a suceder a mi alrededor", confesó ayer Roger Kornberg (59). En la página Web de su laboratorio, en la Escuela de Medicina de la Universidad de Stanford en Palo Alto (California), hay una foto suya a los 12 años, de traje y corbata: fue tomada en Estocolmo en 1959 cuando a su padre, Arthur Kornberg, le entregaron el Premio Nobel de Medicina. El 10 de diciembre será él quien reciba el diploma, del Premio Nobel de Química, por investigaciones sobre genética que continuaron las de su padre.
Arthur Kornberg estudió la transferencia de la información genética de una molécula de ADN a otra. Su hijo, médico y bioquímico, fue galardonado por haber descripto cómo esa información es copiada desde el ADN al ARN mensajero, que la lleva hacia las partes de las células que producen las proteínas. Se trata, en síntesis, de una de las maquinarias básicas de la vida.
En cierto modo, la distinción complementa el Nobel de Medicina, otorgado el martes —también a dos estadounidenses, al igual que el de Física— por avances en el campo de la genética.
El proceso detallado por Kornberg se denomina transcripción eucariótica, porque ocurre a nivel molecular en el grupo de organismos superiores llamados eucariotes, que incluye desde el ser humano y los animales, hasta las plantas y el hongo de la levadura.
En su laboratorio, el científico logró captar, con una definición de 0,28 millonésimos de milímetro, cómo actúa el ARN-polimerasa. Esta gran molécula reconoce el punto exacto en la molécula de ADN, se une a éste, lee sus informaciones, recoge nucleótidos para la copia, las enlaza, retrocede una posición y recomienza el proceso.
Esto ocurre miles y miles de veces, hasta confeccionar la copia exacta de una nueva proteína. Este copiador de genes es una de las construcciones más complicadas de la biología.
La transcripción es imprescindible para la vida. Cuando se detiene, la información genética deja de ser transferida a las diferentes partes del cuerpo, y el organismo muere al poco tiempo. Esto se aprovecha en algunos plaguicidas, en los cuales una toxina detiene el proceso de transcripción.
En su mayoría, los 30.000 genes del genoma humano no necesitan ser transcriptos. Pero en las células madre hay más posibilidades de activar o desactivar libremente genes. Quien sepa cómo accionar o anular este copiador de genes, puede decidir el destino de las células: uno de los campos más apasionantes de la investigación bioquímica.
La Academia Sueca, que entregará a Kornberg 10 millones de coronas (1,3 millón de dólares), destacó que la comprensión del funcionamiento de la transcripción eucariótica es fundamental en la medicina, pues muchas enfermedades como el cáncer, los males cardíacos y diversos tipos de inflamación implican trastornos en el proceso de transcripción. El cáncer es una transcripción defectuosa que produce una proteína dañada.
El anuncio de la Academia resalta también que el conocimiento de este proceso es vital para el desarrollo de diferentes aplicaciones terapéuticas de células madre.
Roger Kornberg publicó el resultado de sus investigaciones recién en 2001, por lo que el Nobel le ha llegado relativamente rápido. Son, sin embargo, la culminación de casi tres décadas de trabajo. Y de toda una vida oyendo hablar de moléculas, ya que su madre, Sylvy, era bioquímica y contribuyó en los estudios de su esposo.
En casa hablábamos de ciencia durante la cena, a veces por las tardes y durante las actividades del fin de semana. La ciencia era un placer y algo completamente natural para mis hermanos y para mí", comentó a una revista científica.
Su hermano Thomas es profesor de bioquímica y biofísica en la Universidad de California en San Francisco. Kenneth, el menor, escapó de las pipetas pero no del entorno: es arquitecto y se dedica a la construcción de laboratorios.
Fuertes lazos familiares
Es la sexta vez que padre e hijo ganan un Premio Nobel. A los 88 años, Arthur Kornberg sigue perteneciendo a la Universidad de Stanford como profesor emérito, siempre dedicado a la investigación. Nacido en Brooklyn en el seno de una familia judía y dos veces viudo, permanece estrechamente ligado a sus hijos, no obstante sus estadías en algunos de los mejores institutos de investigación del mundo.
Arthur Kornberg vive con su tercera esposa en Portola Valley, muy cerca de Stanford. De vez en cuando practica tenis, viaja mucho y pasa todo el tiempo posible con sus ocho nietos. Tres son hijos de Roger, y el mayor de ellos estudia en esa universidad.
Clarín 05.10.06
***
Nobel de Química 2006
Premian estudios sobre cómo se copia la información genética
Roger Kornberg logró fotografiar el proceso de "transcripción" en el nivel molecular
Si se compara la vida con una máquina, el norteamericano Roger Kornberg -consagrado ayer único ganador del Premio Nobel de Química 2006- puede ufanarse de haber visto sus más minúsculos y fundamentales engranajes.
A lo largo de tres décadas de estudios, logró desentrañar ¡y fotografiar! en el nivel molecular uno de los procesos centrales de todas las formas de vida: la transcripción genética; es decir, el mecanismo por el cual un gen produce una copia "complementaria" de sí mismo capaz de salir del núcleo e ingresar en el citoplasma celular con la receta para ensamblar una proteína.
"El Nobel de Química resultó más biológico que el de Fisiología o Medicina -observa Alberto Kornblihtt, director del Departamento de Fisiología, Biología Molecular y Celular de la Facultad de Ciencias Exactas y Naturales de la UBA, y research scholar del Howard Hughes Medical Institute de los Estados Unidos-. En este caso, se otorgó mucho más por una gran trayectoria que por un descubrimiento individual, ya que Kornberg hizo aportes en distintas etapas del proceso de transcripción."
El científico -cuyo padre, Arthur Kornberg, también recibió el Nobel, en 1959, y es considerado "un prócer" de la bioquímica por su descubrimiento de la primera enzima capaz de duplicar el ADN- analizó con precisión infinitesimal todos los pasos que siguen los genes de las células eucariotas (las de todos los seres vivos menos las bacterias), cuyo material genético se encuentra recluido en el núcleo y asociado con proteínas llamadas histonas, formando un complejo denominado cromatina.
"Los genes son porciones de ADN con instrucciones para formar proteínas -explica Kornblihtt-. Para que esa orden se cumpla, el gen debe primero copiarse a una molécula de ARN «mensajero». A esto se lo llama «transcripción». Luego, el ARN mensajero sale del núcleo, se dirige al citoplasma y allí fabrica la proteína correspondiente. Lo más interesante es que el proceso de transcripción está altamente regulado y las encargadas de llevarlo a cabo son una serie de proteínas ya fabricadas por la célula que reconocen al gen, modifican la cromatina y lo copian. Kornberg descifró las propiedades, las funciones y las asociaciones entre sí de las proteínas que forman la cromatina y que efectúan la transcripción de los genes."
Tal como explica el comunicado de la Academia Sueca de Ciencias, el código de la receta escrita en la molécula de ADN tiene sólo cuatro letras: G, C, A y T, y su orden determina la información genética. En el momento de la transcripción, la doble hélice del ADN se abre como un cierre, de tal modo que una de las cadenas se convierte en un molde para crear un segmento de ARN mensajero. Una enzima se ocupa de que cada uno de los ladrillos constitutivos del ARNm se ensamblen en el orden correcto: la ARN polimerasa II, clave de la transcripción. Kornberg descubrió que también intervienen mediadores, es decir, "asociaciones de un cierto número de proteínas distintas y específicas que regulan la transcripción de un gen positiva o negativamente", detalla Kornblihtt.
Entre los hitos científicos citados por el jurado del Instituto Karolinska como fundamento del premio se encuentra la primera "foto" de este proceso, publicada en 2001 y obtenida utilizando un método físico llamado "cristalografía de rayos X".
"Se trata de una forma de determinar con mucha precisión la estructura tridimensional; es decir, la forma de las moléculas de proteínas -dice el investigador argentino-. Es importante determinar la forma, porque de ella depende la función de cada proteína. Primero hay que purificar la proteína que uno quiere estudiar, luego cristalizarla como si fuera un mineral y al final se la somete a una especie de «radiografía», cuya foto debe interpretarse mediante algoritmos matemáticos complejos que permiten deducir la estructura tridimensional."
Roger Kornberg tiene 59 años y es profesor de la Escuela de Medicina de la Universidad de Stanford. Esta es la sexta oportunidad en que padre e hijo son premiados con el Nobel. "Siempre fui un admirador de su trabajo y del de muchos otros que me precedieron -dijo ayer Kornberg a los medios periodísticos-. Los veo como verdaderos gigantes de los últimos 50 años. Es difícil contarme entre ellos." Sin embargo, según el comité Nobel, su trabajo es "realmente revolucionario".
Por Nora Bär
De la Redacción de LA NACION
***
NOBEL DE QUIMICA PARA UN ESTUDIO SOBRE GENES
El circuito de la información
El estadounidense Roger Kornberg descubrió cómo sucede el tráfico de información de los genes a las proteínas. Su padre también fue galardonado con el Nobel de Medicina, en 1959.
Por Federico Kukso
Roger Kornberg saluda a Andrew Fire, uno de los ganadores, el lunes pasado, del Nobel de Medicina.“Todo queda en familia” o “de tal padre, tal hijo”. Cualquiera de estas dos expresiones que rayan el lugar común son perfectas para describir lo que por estas horas (y de acá en más) vive el estadounidense Roger Kornberg, profesor de Biología Estructural de la Universidad de Stanford, flamante ganador del Premio Nobel de Química por “sus estudios de las bases moleculares de la transcripción eucariota”, según anunció ayer la Real Academia Sueca de Ciencias. A fin de cuentas, su padre, Arthur Kornberg se alzó con el mismo galardón (pero de fisiología o medicina) en 1959 por su “descubrimiento de los mecanismos en la síntesis biológica del ARN y el ADN”. Pero a diferencia de su padre, Roger Kornberg no compartirá con nadie la medalla y el cheque por 10 millones de coronas suecas (1,08 millones de euros). Será para él solo por sus investigaciones realizadas en 1974 acerca de cómo se da el tráfico de información de los genes a las proteínas, flujo que permite la diferenciación de las células en distintos tejidos con diversos funcionamientos. Es la séptima vez que padres e hijos reciben el Premio Nobel.
“La información genética está contenida en el ADN, que se encuentra en el núcleo de la célula. Cada segmento de ADN que da la orden para fabricar una proteína se llama gen”, explicó a Página/12 el biólogo molecular Alberto Kornblihtt, investigador del Conicet y profesor del Departamento de Fisiología y Biología Molecular de la Facultad de Ciencias Exactas y Naturales de la UBA. “Para que la orden se cumpla, ese fragmento debe ser copiado a otro tipo de molécula, también informacional, llamada ARN, conocido también como ‘ARN mensajero’ porque lleva el mensaje del gen –que está en el núcleo de la célula– al citoplasma; cuando llega allí se encuentra con los ribosomas y se copia para formar la proteína correspondiente. El copiado del gen para fabricar el ARN mensajero se llama transcripción.”
Desde incluso antes del descubrimiento de la estructura del ADN realizado por Francis Crick y James Watson en 1953, en la genética reinan a sus anchas las metáforas lingüísticas influenciadas más que nada por la teoría de la información. Por eso se habla del genoma como “código”, “receta”, “mapa”, “plano arquitectónico” o “libro de la vida”, que el ADN transporta “información genética” o que los genes son “instrucciones”. Así, a la hora de dar nombre al proceso del pasaje de la información del ADN al ARN se eligió la palabra “transcripción”. El proceso se llama así porque es similar a lo que hacían antes de la invención de la imprenta los monjes en los monasterios cuando copiaban a mano –transcribían– un libro en griego y escribían otra copia del mismo libro.
“El lenguaje en el que está escrita la información en un gen es el lenguaje de bases o nucleóticos: A, T, C y G. Según el orden en el que se encuentren esas bases, el gen tiene una información u otra. Cuando el gen se copia en una molécula de ARN cuyo lenguaje también es de bases. O sea no hay un cambio de idioma, no es una traducción. Es simplemente un cambio de molécula. Puede haber errores, pero no son tan graves porque un gen produce decenas de miles de copias del mismo ARN. Que una de las moléculas del ARN mensajero esté equivocada pasa inadvertido”, comentó Kornblihtt.
Francis Crick comentó una vez que este flujo unidireccional de la información (del ADN al ARN y del ARN a la proteína) es el “dogma central” de la biología molecular. “Cada uno de nosotros tenemos 25 mil genes en cada una de nuestras células. No todos están encendidos al mismo tiempo, sino que existe una regulación de la expresión genética por la cual algunos genes están encendidos y fabrican sus correspondientes proteínas y otros están apagados”, continuó Kornblihtt.
Además de describir puntillosamente todo este proceso, lo que hizo Roger Kornberg, de 59 años, fue estudiar todas las proteínas que hacen la transcripción, porque para que haya transcripción a su vez debe haber proteínas que interactúen con el gen, que lo “enciendan”. Y también investigó la forma de las proteínas con técnicas de biofísica como la de cristalografía de rayos X, un dato fundamental pues la función de la proteína depende de su forma.