VALÈNCIA (EP). La predicción de la estructura tridimensional de las proteínas mediante un programa impulsado por Inteligencia Artificial (IA) es el avance científico más importante de 2021 según la revista 'Science'.

Desde hace años, las estructuras de las proteínas solo podían determinarse mediante minuciosos análisis de laboratorio, pero gracias a AlphaFold (programa desarrollado por DeepMind impulsado por IA cuya versión mejorada salió en 2020), los científicos pueden ahora calcularlas para decenas de miles de proteínas.

Durante este 2021, científicos de DeepMind informaron de que AlphaFold2 (versión de 2020), que se entrena a sí mismo en bases de datos de estructuras resueltas experimentalmente, había resuelto las estructuras de 350.000 proteínas del ser humano, el 44% de todas las proteínas humanas conocidas. En los próximos meses, los científicos esperan que su base de datos crezca a 100 millones de proteínas en todas las especies, casi la mitad del número total que se cree que existe.

El siguiente paso es predecir cuáles de esas proteínas trabajan juntas y cómo interactúan. Precisamente, DeepMind ya se encuentra trabajando en ello. En octubre, sus científicos revelaron 4.433 complejos proteína-proteína, revelando qué proteínas se unen entre sí y cómo.

El código para AlphaFold2 está ya disponible públicamente, lo que permite su uso a otros científicos. En noviembre, investigadores de Alemania y Estados Unidos utilizaron AlphaFold2 y cryo-EM para mapear la estructura del complejo de poros nucleares, un ensamblaje de 30 proteínas diferentes que controla el acceso al núcleo celular. En agosto, investigadores chinos utilizaron AlphaFold2 para mapear las estructuras de casi 200 proteínas que se unen al ADN, lo que podría estar involucrado desde la reparación del ADN hasta la expresión génica. Y el mes pasado, la empresa matriz de Google, Alphabet, lanzó una nueva empresa que utilizará estructuras de proteínas previstas para diseñar nuevos candidatos a fármacos.

Incluso ahora, los científicos que estudian el SARS-CoV-2 están utilizando AlphaFold2 para modelar el efecto de las mutaciones en la proteína de pico de la variante Omicron. Al insertar aminoácidos más grandes en la proteína, las mutaciones han cambiado su forma, tal vez lo suficiente como para evitar que los anticuerpos se unan y neutralicen el virus.

"La explosión de avances impulsados por la IA de este año ofrece una visión de la danza de la vida como nunca antes se había visto, un panorama que cambiará para siempre la biología y la medicina", destaca 'Science'.

Otros avances significativos

La prestigiosa revista también reconoce otros avances y descubrimientos realizados en este 2021. Entre ellos, destaca las nuevas técnicas que han permitido obtener ADN humano antiguo del suelo, lo que ha posibilitado a científicos de todo el mundo reconstruir la identidad de los habitantes de las cavernas de hace miles de años, incluso en ausencia de fósiles. Estas técnicas se llevaron a cabo en España, donde el ADN nuclear reveló la identidad genética y el sexo de los humanos que vivieron allí hace entre 80.000 a 113.000 años, y sugirió que un linaje de neandertales reemplazó a varios otros después de un período glacial que terminó hace 100.000 años.

Otro de los avances significativos del año ha sido el resultado llevado a cabo por la Instalación Nacional de Ignición (NIF), en Estados Unidos, que consistió en una reacción de fusión que estuvo muy cerca de alcanzar el "punto de equilibrio" oficial, el punto en el que una reacción produce más energía que la energía láser necesaria para encenderla. La fusión, que alimenta al Sol y a otras estrellas, se ha considerado durante mucho tiempo como una solución a los problemas energéticos de la Tierra. Pero lograr las presiones y temperaturas requeridas, diez veces más calientes que el núcleo del Sol, es notoriamente difícil.

El 2021 también ha sido el año en que la sonda Insight de la NASA facilitó más información sobre el interior de Marte. Así, reveló que la corteza marciana tiene capas y menos de 40 kilómetros de espesor, más delgada que la corteza continental de la Tierra, que el manto marciano carece de la capa inferior aislante que se ve en la Tierra y es poco profundo, y que tiene un núcleo líquido inusualmente grande que ocupa más de la mitad del ancho del planeta.