La investigadora y su equipo buscan generar proteínas con funciones a la carta, que podrán utilizarse para el tratamiento de enfermedades o paliar los efectos del cambio climático. Ferruz cuenta con una destacada trayectoria internacional y actualmente dirige un grupo de investigación en el Instituto de Biología Molecular de Barcelona del CSIC. L’Oréal -UNESCO ‘For Women in Science’ celebra este año su 25 aniversario a nivel internacional.
Una investigación de la científica del Instituto de Biología Molecular de Barcelona (IBMB), Noelia Ferruz, ha sido premiada por el programa L’Oréal -UNESCO ‘For Women in Science’, que este año celebra su 25 aniversario a nivel internacional.
La científica del Instituto de Biología Molecular de Barcelona del CSIC ha sido reconocida por su proyecto ‘Aprendizaje del lenguaje proteico: diseño de proteínas a la carta’, cuyo objetivo es obtener control sobre el diseño de proteínas utilizando técnicas avanzadas de inteligencia artificial (IA) para el procesamiento de lenguaje. Este proyecto constituye una nueva forma de generar proteínas con funciones a la carta, que se podrán utilizar para el tratamiento de enfermedades o paliar los efectos del cambio climático.
“Este nuevo enfoque consistirá en entrenar modelos de lenguaje, como los utilizados por Google Translator o ChatGPT, en el espacio conocido de proteínas. Los modelos serán entrenados de forma condicional: para cada secuencia proteica asociaremos etiquetas con sus respectivas funciones”, explica Ferruz. Se trata de una investigación clave para conseguir soluciones en campos tan diversos como la Biomedicina o el Medio Ambiente.
Noelia Ferruz es licenciada en Químicas por la Universidad de Zaragoza (UNIZAR), Máster de Bioinformática para Ciencias de la Salud en la Universidad Pompeu Fabra (UPF). Hizo su doctorado en el Parque de Investigación Biomédica de Barcelona (PRBB), donde trabajó en el campo de las simulaciones moleculares en larga escala en col colaboración con empresas como Boehringer Ingelheim, Janssen y Pfizer.
Actualmente, Noelia lidera su propio grupo de investigación en el campo de la Inteligencia Artificial en el Instituto de Biología Molecular de Barcelona (IBMB), centrado en modelos generativos para proteínas. Pionera en el análisis de uniones fármaco-proteína con datos de simulaciones moleculares de larga escala, sus principales logros en el campo de la investigación han ayudado a generar secuencias nuevas de proteínas con funciones viables que podrían utilizarse para tratar enfermedades o paliar los efectos del cambio climático, entre otros.
Además de Ferruz, otras tres investigadores del CSIC han sido premiades en esta edición de L’Oréal -UNESCO ‘For Women in Science’. Son Cristina Viéitez, del Instituto de Biología Funcional y Genómica (IBFG-CSIC-USAL), por su proyecto centrado en las histonas, proteínas que empaquetan el ADN en el núcleo microscópico de las células y cuyo mal funcionamiento está detrás de enfermedades como el cáncer; Nuria Galiana, científica en el Museo Nacional de Ciencias Naturales (MNCN-CSIC), que estudia la influencia de las interacciones bióticas entre las especies para la distribución espacial de estas en el mundo, un campo emergente que está evolucionando muy rápido; y Patricia González, investigadora en el Instituto de Biomedicina de Sevilla (IBIS-CSIC-JA-US-SAS), que trabaja en entender mejor la fisiopatología de la enfermedad de Parkinson y contribuir al desarrollo de nuevas terapias.
También ha sido premiada Amaia Arruabarrena-Aristorena, de la Universidad del País Vasco (UPV/EHU), que se ha centrado en el estudio de alteraciones cooperativas en reguladores de la cromatina, es decir de la estructura condensada de nuestro ADN, relacionadas con el desarrollo del cáncer.
Las investigaciones ganadoras han sido seleccionadas por un jurado formado por cuatro expertas de diferentes ámbitos de las Ciencias de la Vida y del Medio Ambiente: Ángela Nieto, jefa de Grupo del Instituto de Neurociencias (IN-CSIC-UMH) y premiada en 2022 en la versión internacional de los galardones L’Oréal-Unesco; María A. Blasco Marhuenda, directora del Centro Nacional de Investigaciones Oncológicas (CNIO); María Vallet-Regí, catedrática de Química Inorgánica en la Facultad de Farmacia de la Universidad Complutense de Madrid (UCM) y académica de número de las Reales Academias de Ingeniería y Farmacia; y Rafael Garesse Alarcón, catedrático en Bioquímica y Biología Molecular en la Universidad Autónoma de Madrid (UAM), de la que ha sido Rector hasta el año 2021.
Los premios L’Oréal -UNESCO ‘For Women in Science’ reconocen los trabajos líderes de cinco investigadoras nacionales menores de 40 años. Los galardones, que este año se han centrado en el ámbito de las ciencias de la vida y del medio ambiente, están dotados de 15.000 euros y tienen como objetivo visibilizar el liderazgo femenino en el ámbito científico.
A nivel internacional, el programa, premia cada año a cinco eminentes científicas de todo el mundo, una por continente. Creado en 1998 y con presencia en 117 países, el programa ha reconocido desde sus orígenes a 3.900 científicas, como la española Margarita Salas y de ganadoras de un premio Nobel.
Un equipo internacional de astrónomos, liderado por la Universidad de Southampton y con la participación del Instituto de Ciencias del Espacio (ICE-CSIC), han descubierto la explosión cósmica más duradera jamás vista, tal como presentan en un artículo publicado hoy en la revista Monthly Notices of the Royal Astronomical Society.
La explosión es más de 10 veces más brillante que ninguna otra supernova conocida (explosión estelar) y 3 veces más brillante que el evento de disrupción de marea, cuando una estrella cae dentro de un agujero negro supermasivo.
La explosión estelar, conocida como AT2021lwx, ha tenido una duración de más de tres años a día de hoy, en comparación con la mayoría de supernovas que sólo son visiblemente luminosas durante unos meses. Tuvo lugar a una distancia aproximada de 8.000 millones de años luz, cuando el universo tenía unos 6.000 millones de años, y todavía está siendo detectada por una red de telescopios.
El equipo cree que la explosión es resultado de una gran nube de gas, posiblemente miles de veces más grande que nuestro Sol, que ha sido despedazada violentamente por un agujero negro supermasivo. Los fragmentos de la nube serían consumidos, enviando ondas de choque a través de sus restos, así como a una especie de gran ‘rosquilla’ polvorienta que rodea el agujero negro. Este tipo de eventos son excepcionales y hasta ahora no se había observado ninguno de este calibre.
El año pasado, el equipo presenció la explosión más brillante jamás registrada: un estallido de rayos gamma conocido como GRB 221009A. Aunque este fue más brillante que el evento AT2021lwx, duró solo una fracción del tiempo, lo que significa que la energía total liberada por la explosión del AT2021lwx es mucho mayor.
“Es realmente impactante cuando encuentras un evento transitorio, compruebas su brillo y te das cuenta de que es un orden de magnitud más brillante que cualquier otra supernova”, dice Lluís Galbany, investigador del Instituto de Ciencias del Espacio (ICE-CSIC) y miembro del Instituto de Estudios Espaciales de Cataluña (IEEC). “Cuando nuestros colaboradores nos comunicaron la existencia de este evento transitorio, rápidamente preparamos una propuesta de respuesta rápida para observarlo con el Gran Telescopio Canarias”, añade.
Detectada gracias a una red de telescopios
AT2021lwx fue detectada por primera vez en 2020 por la Zwicky Transient Facility en California y posteriormente recogida por el El Sistema de Última Alerta de Impacto Terrestre de Asteroides (ATLAS, por su sigla en inglés), con sede en Hawái. Estas instalaciones examinan el cielo nocturno para detectar objetos transitorios que cambian rápidamente de brillo, lo que lleva a detectar eventos cósmicos como supernovas, así como asteroides y cometas. Hasta ahora se desconocía la magnitud de la explosión.
«Nos encontramos con esto por casualidad, ya que nuestro algoritmo de búsqueda lo señaló cuando buscábamos un tipo de supernova», dice el Dr. Philip Wiseman, investigador de la Universidad de Southampton y líder de la investigación. “La mayoría de las supernovas y eventos de disrupción de marea solo duran un par de meses antes de desaparecer. Que algo sea brillante durante más de dos años fue muy inusual”.
El equipo investigó más a fondo el objeto con varios telescopios diferentes: el Telescopio Neil Gehrels Swift (una colaboración entre la NASA, Reino Unido e Italia), el New Technology Telescope (operado por el Observatorio Europeo Austral) en Chile y el Gran Telescopio Canarias en La Palma, España.
“Dada la singularidad de este evento, lo observamos en diferentes longitudes de onda con el objetivo de comprender su naturaleza. En particular, nuestra propuesta al Gran Telescopio Canarias (GTC) nos permitió observar la presencia y ausencia de diferentes líneas espectrales y compararlas con las de otros eventos transitorios conocidos para comprender mejor los procesos físicos detrás de esta fuente brillante”, apunta Tomás. E. Müller Bravo, investigador postdoctoral del ICE-CSIC y del IEEC e Investigador Principal de la propuesta al GTC.
Midiendo la distancia a la explosión
Al analizar el espectro de la luz, dividirlo en diferentes longitudes de onda y medir las diferentes características de absorción y emisión del espectro, el equipo pudo medir la distancia al objeto.
Las únicas cosas en el universo que son tan brillantes como AT2021lwx son los cuásares, agujeros negros supermasivos con un flujo constante de gas que cae sobre ellos a alta velocidad.
El profesor Mark Sullivan de la Universidad de Southampton y coautor del artículo explica: “Con un cuásar, vemos que el brillo sube y baja con el tiempo. Pero mirando hacia atrás, durante más de una década no hubo detección [del evento] AT2021lwx. Más adelante, de repente, aparece con el brillo de los objetos más brillantes del universo, lo cual no tiene precedentes”.
“Cuando descubres un evento transitorio con propiedades diferentes a las que acostumbras a monitorizar, tu primera reacción es tratar de explicar qué eventos pueden producirlos y cómo. Como consecuencia, aparecen múltiples alternativas, pero muy pocas pueden describir tus observaciones”, dice Claudia Gutiérrez, investigadora posdoctoral del ICE-CSIC. “Esto es lo que pasó con este evento”, añade.
¿Qué causó la explosión?
Hay diferentes teorías sobre lo que podría haber causado tal explosión, pero el equipo considera que la explicación más factible es que una nube extremadamente grande de gas (principalmente hidrógeno) o polvo se ha desviado de su órbita alrededor del agujero negro y ha sido atrapada por este.
El equipo ahora se propone recopilar más datos sobre la explosión, midiendo diferentes longitudes de onda, incluidos los rayos X, que podrían revelar la superficie y la temperatura del objeto, así como otros procesos subyacentes. También llevarán a cabo simulaciones computacionales mejoradas para comprobar si coinciden con su teoría de la causa de la explosión.
“Con nuevas instalaciones, como el Legacy Survey of Space and Time (LSST) del Observatorio Vera Rubin, que estará en funcionamiento en los próximos años, esperamos descubrir más eventos como este y aprender más sobre ellos. Podría ser que estos eventos, aunque extremadamente excepcionales, sean tan energéticos que sean procesos clave sobre cómo cambian con el tiempo los centros de las galaxias”, añade Philip Wiseman.
Artículo de referencia
“Multiwavelength observations of the extraordinary accretion event AT2021lwx”, de P. Wiseman et al., incluidos L. Galbany, T. Müller-Bravo y Claudia Gutiérrez en Monthly Notices of the Royal Astronomical Society. Doi.org/10.1093/mnras/stad1000
Oficina de Comunicación y Divulgación ICE-CSIC
Jorge Rivero & Alba Calejero
communication@ice.csic.es
Arriba, Noelia Ferruz, del Instituto de Biología Molecular de Barcelona (CSIC). Debajo, las investigadoras premiadas (se izquierda a derecha) Cristina Viéitez, del Instituto de Biología Funcional y Genómica (IBFG-CSIC-USAL); Noelia Ferruz, del Instituto de Biología Molecular de Barcelona (CSIC), Amaia Arruabarrena-Aristorena, de la Universidad del País Vasco (UPV/EHU), Patricia González, investigadora del el Instituto de Biomedicina de Sevilla (IBIS-CSIC-JA-US-SAS), y Nuria Galiana en el Museo Nacional de Ciencias Naturales (CSIC).