{"id":3164,"date":"2018-10-19T12:18:54","date_gmt":"2018-10-19T12:18:54","guid":{"rendered":"http:\/\/www.cientificos.pe\/?p=3164"},"modified":"2018-10-19T12:31:37","modified_gmt":"2018-10-19T12:31:37","slug":"como-se-relaciona-el-premio-nobel-de-fisica-2018-con-el-peru","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/www.cientificos.pe\/?p=3164","title":{"rendered":"SERIE PREMIOS NOBEL: \u00bfC\u00f3mo se relaciona el Premio Nobel de F\u00edsica 2018 con el Per\u00fa? – Pinzas \u00f3pticas en Lima"},"content":{"rendered":"

Los fan\u00e1ticos de Star Wars, Star Trek, Los Cazafantasmas, y otras pel\u00edculas de ciencia ficci\u00f3n recordar\u00e1n m\u00faltiples escenas en las que se usan rayos l\u00e1ser para capturar e inmovilizar naves enemigas, levitar y transportar personas hacia una nave, o capturar y encarcelar fantasmas dentro de un cubo. Esto es por supuesto ciencia ficci\u00f3n, sin embargo, esto evidencia un sue\u00f1o de la humanidad por poder manipular la materia con un simple rayo l\u00e1ser. Afortunadamente, la ciencia muchas veces transforma la ficci\u00f3n en realidad. El premio Nobel de F\u00edsica 2018 es un ejemplo.<\/p>\n

En la d\u00e9cada de 1970, Arthur Ashkin\u2014un f\u00edsico estadounidense de los laboratorios Bell en New Jersey\u2014observo mientras experimentaba con l\u00e1seres que pod\u00eda tomar la luz enfocada de un rayo l\u00e1ser y atrapar bolitas de pl\u00e1stico microsc\u00f3picas que se encontraban difundiendo libremente dentro de una soluci\u00f3n de agua. Curiosamente, Ashkin observo que si mov\u00eda el l\u00e1ser las bolitas de pl\u00e1stico atrapadas tambi\u00e9n se mov\u00edan siguiendo la trayectoria del rayo l\u00e1ser. Tras observar este fen\u00f3meno, Ashkin bautizo a su instrumento como \u201cPinzas Opticas\u201d, pues este permit\u00eda manipular part\u00edculas sumamente peque\u00f1as<\/p>\n

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Figura 1.<\/strong> Esquema de los experimentos sobre la flexibilidad del ADN con Pinzas \u00d3pticas.<\/span><\/figcaption><\/figure>\n

con alta precisi\u00f3n, como si el rayo l\u00e1ser se tratase de una \u201cpinza\u201d. Ahora sabemos que este fen\u00f3meno de atrapamiento de la materia se debe a que la luz ejerce fuerza sobre la materia, como se evidencia por ejemplo en la direcci\u00f3n de la cola de los cometas con respecto al sol. Ashkin y su equipo siguieron investigando con las Pinzas \u00d3pticas y lograron atrapar \u00e1tomos, y a fines de la d\u00e9cada de 1980, lograron capturar bacterias sin da\u00f1arlas. Este fue el inicio del uso de las pinzas \u00f3pticas para el estudio de sistemas biol\u00f3gicos.<\/p>\n

Con estas observaciones, a fines de la d\u00e9cada de 1980, comenzaron las primeras investigaciones de sistemas biol\u00f3gicos usando la tecnolog\u00eda desarrollada por Ashkin. Un peque\u00f1o grupo de cient\u00edficos notaron que las Pinzas \u00d3pticas pod\u00edan ser usadas para el estudio de una mol\u00e9cula a la vez, y no de millones como se hace usualmente. Entre este selecto grupo se encuentra el cient\u00edfico peruano Carlos Bustamante, ex-alumno de la Universidad Cayetano Heredia y San Marcos. A inicios de la d\u00e9cada de 1990, Bustamante y su equipo se preguntaron si pod\u00edan utilizar las Pinzas \u00d3pticas para estudiar la elasticidad del ADN. Para ello, colocaron una mol\u00e9cula individual de ADN entre dos esferas microsc\u00f3picas de pl\u00e1stico, y usaron las Pinzas \u00d3pticas para estirar o contraer una mol\u00e9cula de ADN mediante el movimiento controlado de una de las esferas con el l\u00e1ser (Figura 1), an\u00e1logamente a estirar un resorte con ambas manos. Los resultados de estos experimentos\u2014publicados en una serie de art\u00edculos en la revista Science<\/em>\u2014demostraron por primera vez que el ADN es una mol\u00e9cula muy el\u00e1stica, y proporcionaron informaci\u00f3n relevante sobre las propiedades f\u00edsicas del ADN que eran desconocidas hasta ese momento. Estos experimentos sobre la elasticidad del ADN establecieron la base para la siguiente frontera: el estudio de los motores moleculares, plegamiento de prote\u00ednas y ARN.<\/p>\n

En los \u00faltimos 25 a\u00f1os, la comunidad cient\u00edfica ha usado Pinzas \u00d3pticas para estudiar procesos biol\u00f3gicos a nivel de mol\u00e9culas individuales (\u201csingle molecule\u201d en ingl\u00e9s), lo cual ha resultado en descubrimientos sumamente importantes de la maquinaria celu<\/p>\n

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Figura 2.<\/strong> Portada de la Revista Nature, abril 2008.<\/span><\/figcaption><\/figure>\n

lar, y que no eran accesibles con otros m\u00e9todos experimentales. El laboratorio de Carlos Bustamante en la Universidad de California en Berkeley ha sido uno de los l\u00edderes y protagonistas de esta revoluci\u00f3n, evidenciado por la infinidad de premios obtenidos (como el premio Vilcek 2012), portadas en revistas como Nature<\/em> o Cell<\/em>, as\u00ed como por el n\u00famero de publicaciones de su laboratorio usadas para respaldar el premio Nobel de F\u00edsica de este a\u00f1o (https:\/\/www.nobelprize.org\/uploads\/2018\/10\/advanced-physicsprize2018.pdf).<\/p>\n

En el laboratorio de Carlos Bustamante en Berkeley se han formado (y se siguen formando) cient\u00edficos peruanos especialistas en Pinzas \u00d3pticas. Entre ellos se encuentra i) Rodrigo Maillard, quien ahora dirige su propio laboratorio en la universidad de Georgetown en Estados Unidos, y quien publico uno de los art\u00edculos que respaldan el Nobel de F\u00edsica, ii) Yves Coello, Profesor en la Universidad Cat\u00f3lica del Per\u00fa, iii) Daniel Guerra, director del Laboratorio de Mol\u00e9culas Individuales en Cayetano Heredia, iii) Robert Sosa, Christian Ca\u00f1ari, y Omar Herrera, quienes vienen realizando el doctorado, y iv) el autor de este art\u00edculo, quien es ahora postdoc en Stanford.<\/p>\n

Gracias a las gestiones de Carlos Bustamante, el Per\u00fa es, desde el 2009, el primer pa\u00eds en Latinoam\u00e9rica en contar con Pinzas \u00d3pticas, las cuales se encuentran en la Universidad Cayetano Heredia. Hace dos a\u00f1os, la Universidad de Chile adquiri\u00f3 su propio set de pinzas \u00f3pticas, con lo que se ha instalado un eje cient\u00edfico de relevancia internacional en el campo de las Pinzas \u00d3pticas a trav\u00e9s de la cooperaci\u00f3n Berkeley – Lima \u2013 Santiago de Chile, y el cual viene cobrando mayor presencia en la comunidad cient\u00edfica internacional.<\/p>\n

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Figura 3.<\/strong> Carlos Bustamante en su laboratorio en Berkeley. (Foto: Berkeley Science Review, 2012)<\/span><\/figcaption><\/figure>\n

Un producto de esta colaboraci\u00f3n es el simposio internacional que se llevara a cabo en Julio del 2019 en Lima, organizado por cient\u00edficos de Per\u00fa, Chile, Argentina, y USA, y auspiciado por la Sociedad de Biof\u00edsica de Estados Unidos. Este congreso, titulado \u201cRevisiting the Central Dogma of Molecular Biology at the Single-molecule Level<\/em>\u201d, es el primero de su tipo en desarrollarse en Latinoam\u00e9rica, y se centrar\u00e1 en mostrar los resultados de investigaciones recientes sobre el dogma central de la biolog\u00eda molecular usando no solo Pinzas \u00d3pticas, sino tambi\u00e9n otros m\u00e9todos como Microscopia de Alta resoluci\u00f3n (premio Nobel en Quimica 2014), AFM, FRET, y dem\u00e1s m\u00e9todos usados en el mundo de las mol\u00e9culas individuales. Este evento cuenta con la presencia de investigadores l\u00edderes en el campo, como:<\/p>\n

Carlos Bustamante<\/em>,\u00a0University of California, Berkeley, USA *
\nRuben Gonzalez<\/em>, Columbia University,\u00a0USA
\nTomas Kirchhausen<\/em>, Harvard University, USA *
\nRodrigo Maillard<\/em>, Georgetown University, USA *
\nMatthias Rief, Technische Universit\u00e4t M\u00fcnchen<\/em>, Germany
\nPiere Rodriguez-Aliaga<\/em>, Stanford University, USA *
\nSimon Scheuring<\/em>,\u00a0Weill Cornell Medical College, USA
\nChristian A.M. Wilson<\/em>,\u00a0<\/strong>University of Chile, Chile
\nGijs Wuite<\/em>, Vrije Universiteit Amsterdam, the Netherlands
\nXiaowei Zhuang<\/em>, Harvard University, USA<\/p>\n

* Cient\u00edficos Peruanos<\/p>\n

Mayor informaci\u00f3n del evento: https:\/\/www.biophysics.org\/2019lima<\/p>\n

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Escrito por Piere Rodr\u00edguez-Aliaga, PhD<\/em><\/p>\n

Postdoc en la Universidad de Stanford. Graduado del programa doctoral de Biof\u00edsica de la Universidad de California en Berkeley. Realiz\u00f3 su tesis doctoral con en el laboratorio de Carlos Bustamante en Berkeley sobre el estudio del plegamiento y degradaci\u00f3n de prote\u00ednas usando Pinzas \u00d3pticas.<\/p>\n

Informaci\u00f3n adicional: <\/u><\/em><\/p>\n