Janet Iwasa
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Vivo en Utah, lugar conocido por tener los paisajes naturales más imponentes del planeta. Es fácil sentirse abrumado por estas imágenes sorprendentes y fascinado por estas formaciones que lucen tan extrañas. Como científica, me encanta observar el mundo natural. Pero como bióloga celular, me interesa mucho más entender el mundo natural a una escala mucho, mucho más pequeña. Soy animadora molecular y trabajo con otros investigadores para crear representaciones de moléculas tan pequeñas, que son prácticamente invisibles. Estas moléculas son más pequeñas que una longitud de onda de luz, es decir, no pueden verse de forma directa, ni siquiera con los mejores microscopios ópticos. ¿Cómo creo representaciones de cosas tan pequeñas que no pueden ni verse? Algunos científicos, como mis colegas, destinan toda su carrera profesional a entender un solo proceso molecular. Para logralo, llevan a cabo una serie de experimentos, cada uno de los cuales puede develar una pieza del rompecabezas. Un experimento puede enseñarnos sobre la forma de la proteína, otro puede explicarnos con qué otras proteínas interactúa y otro puede mostrarnos en qué parte de la célula se encuentra. Todas estas piezas de información pueden usarse para elaborar una hipótesis, una historia, esencialmente, de cómo funciona una molécula. Mi trabajo consiste en tomar estas ideas y transformarlas en una animación. Esto puede ser difícil, porque resulta que las moléculas pueden hacer cosas asombrosas. Pero estas animaciones pueden ser muy útiles para que los investigadores comuniquen sus ideas sobre el funcionamiento de las moléculas. También nos permiten ver el mundo molecular a través de sus ojos. Quiero mostrarles unas animaciones, una pequeña muestra de lo que considero maravillas naturales del mundo molecular. Aquí vemos una célula inmunitaria. Estas células se desplazan por nuestro organismo en busca de invasores como bacterias patógenas. Este movimiento es impulsado por una de mis proteínas favoritas llamada "actina", parte de lo que conocemos como citoesqueleto. A diferencia del esqueleto, los filamentos de la actina se construyen y desarman constantemente. El citoesqueleto de actina tiene funciones esenciales en la célula. Le permiten cambiar de forma, desplazarse, adherirse a las superficies y también alimentarse de bacterias. La actina también influye en otro tipo de movimiento. En las células musculares, las estructuras de actina forman filamentos regulares similar a un tejido. Cuando los músculos se contraen, dichos filamentos se contraen, y vuelven a su posición original cuando los músculos se relajan. Otras partes del citoesqueleto, en este caso los microtúbulos, son responsables del transporte a larga distancia. Pueden considerarse como autopistas celulares que se usan para trasladar material de un lado al otro de la célula. Pero estos microtúbulos crecen y se contraen, aparecen cuando se los necesita y desaparecen tras realizar su trabajo. La versión molecular de los camiones con remolque son las convenientemente llamadas "proteínas motoras", capaces de desplazarse por los microtúbulos, trasladando en ocasiones grandes cargas como organelas, tras de sí. Esta proteína motora en particular se llama dineína, y se la conoce por ser capaz de trabajar en grupos que se ven como un carruaje de caballos, al menos para mí. Como pueden ver, la célula es un lugar increíblemente volátil y dinámico donde se crean y desarman cosas constantemente. Pero algunas de estas estructuras son más difíciles de desarmar que otras y se requiere de fuerzas especiales para garantizar que las estructuras sean desarmadas oportunamente. Estas proteínas cumplen esa tarea. Estas proteínas en forma de rosquilla, de las que hay muchas en cada célula, todas parecen desarmar las estructuras al separar proteínas individuales a través de un orificio central. Cuando estas proteínas no funcionan correctamente, los tipos de proteínas que deben descomponerse pueden en ocasiones agruparse y aglomerarse, y esto puede causar enfermedades terribles, como el Alzheimer. Ahora echemos un vistazo al núcleo, que alberga nuestro genoma en forma de ADN. En todas nuestras células, el ADN es cuidado y preservado por un grupo diverso de proteínas. El ADN se envuelve alrededor de proteínas llamadas histonas, que permiten a las células almacenar grandes cantidades de ADN en el núcleo. Estas máquinas se conocen como "remodeladores de cromatina", y lo que hacen básicamente es deslizar el ADN alrededor de las histonas, así permiten que nuevas piezas de ADN sean expuestas. Este ADN puede ser reconocido por otras máquinas. En este caso, esta enorme máquina molecular está buscando un segmento de ADN que le indique que se encuentra al inicio de un gen. Cuando encuentra ese segmento, experimenta una serie de cambios de forma. Esto le permite traer otras máquinas que, a su vez, permiten que el gen sea activado o transcripto. Este proceso debe estar extremadamente regulado, porque activar el gen incorrecto en el momento incorrecto puede producir consecuencias desastrosas. Los científicos pueden hoy día usar máquinas de proteínas para editar genomas. Seguramente todos escucharon hablar sobre CRISPR. CRISPR aprovecha una proteína conocida como Cas9, que puede alterarse para reconocer y cortar una secuencia de ADN específica. En este ejemplo, vemos cómo dos proteínas Cas9 cortan una pieza problemática de ADN, por ejemplo, una parte del gen que puede ocasionar una enfermedad. Las máquinas celulares se usan luego para unir, básicamente, los dos extremos del ADN. Como animadora molecular, uno de los desafíos más importantes es representar la incertidumbre. Todas las animaciones que les mostré representan hipótesis: cómo mis colegas piensan que se da el proceso, según la mejor información que tienen. Pero sobre muchos otros procesos moleculares, aún estamos en las primeras etapas de entender cómo se dan y queda mucho por aprender. La verdad es que estos mundos moleculares invisibles son vastos y están casi inexplorados. Para mí, estos paisajes moleculares son tan interesantes de explorar como los del mundo natural que encontramos a nuestro alrededor. Gracias. (Aplausos)