La aportación de Severo Ochoa y las funciones del ARN

El próximo lunes, 3 de noviembre, la Real Academia Nacional de Medicina acogerá la II Semana sobre el legado de Severo Ochoa, para rendir homenaje a la memoria del inolvidable investigador galardonado con el premio Nobel de Medicina en 1959. En este artículo, su autora recuerda a numerosos investigadores que, a la sombra del científico asturiano, protagonizaron sendos descubrimientos, algunos premiados también con el Nobel

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La aportación de Severo Ochoa y las funciones del ARN
El Dr. Severo Ochoa en el laboratorio en 1959.

Sobre la emoción de descubrir, que solía comentar con sus más allegados el Nobel Ochoa, entre ellos el profesor Santiago Grisolía, será comentada, entre otros, por Eduardo Díaz-Rubio, José Viña, Manuel Villa-Celino, Juan Tamargo, Witold Filipovicz, Jesús Fernández, Regina Revilla, César Nombela y Paola Boloventa.

También intervendrá José Manuel Sánchez Ron para presentar la biografía que ha coordinado sobre el Nobel y que lleva por título Severo Ochoa, una vida por la Ciencia.

En la organización de este elenco ha participado, además de la docta Institución, la Fundación Carmen y Severo Ochoa y la Universidad Antonio de Nebrija.

Cabe recordar que el doctor Ochoa ganó el Nobel en 1959. El motivo fue el descubrimiento de la enzima polinucleótido fosforilasa, que permitió sintetizar, por primera vez, cadenas de ARN en el laboratorio. Ochoa hizo los experimentos junto a Marianne Grunberg-Manago y la joven Priscila Ortiz.

Fue un cambio radical de su trabajo hasta entonces, que había contribuido a explicar el orden y la regulación de las diversas reacciones metabólicas de las células. Con el descubrimiento de esta enzima, se produjo un salto científico tan trascendental que creó una nueva rama: la biología molecular.

Los primeros en entenderlo fueron sus más cercanos discípulos: Santiago Grisolía y Arthur Kornberg. Éste último, fue el primer científico que logró sintetizar ADN en el laboratorio replicando una cadena existente con ayuda de la enzima descubierta por el doctor Ochoa. Santiago Grisolía creó la primera Cátedra de Bioquímica y Biología Molecular del mundo, reconociendo así la labor de su maestro.

El Congreso de Bioquímica de Moscú

La aportación de Severo Ochoa y las funciones del ARN
José Manuel Sánchez Ron presentará la biografía que ha coordinado sobre el Nobel. Foto: Planeta

La genialidad de Don Severo al observar los resultados de Kornberg fue pensar que ello serviría para entender cómo el ADN, que ya se sabía que contenía la información para formar las proteínas, seleccionaba el orden de los aminoácidos en la cadena.

El mismo año en que Ochoa y Kornberg compartieron el Nobel, un joven investigador formado por Watson y Crick, Marshall Niremberg, decidió comenzar el estudio del mismo sistema.

En el Instituto Nacional de la Salud, Niremberg tenía un becario, Phillip Leder, que descubrió la capacidad del ARN de transferencia de unir aminoácidos y acoplarlos en la cadena proteica según las instrucciones del ADN. Y todos los científicos, incluido el grupo de Ochoa, comenzaron a utilizarlo.

En 1961 se celebró en Moscú un Congreso de Bioquímica al que Don Severo, enfrascado con su pequeño grupo de becarios en descifrar el código genético, no asistió. Pero sí lo hicieron Santiago Grisolía, Francis Crick y Niremberg así como su colega Heinrich Matthaei, quienes presentaron sus resultados preliminares con los primeros codones del código.

Aquello desencadenó una carrera salvaje entre los laboratorios de Ochoa y Niremberg al que se unió en menor medida Khorana, para descifrar el código, en el que ganó el Instituto Nacional de la Salud. Nirember, Matthaei y Khorana ganaron el Nobel en 1968. Del premio, muy injustamente, se excluyó a dos autores: Maxine Singer, que desarrolló muchas de las técnicas que permitieron a todos los demás hacer los experimentos, porque decidió no firmar los trabajos, y Severo Ochoa.

Esa marginación al trabajo de Ochoa supuso el sesgo por el que, durante años, el ARN se consideró simplemente un mensajero. Una transcripción de las órdenes preservadas en el genoma para formar las proteínas activas, pero sin demasiada importancia.

Tres tipos de ARN

Pronto se habló de tres tipos: el ARN mensajero, el ARN de transferencia, que es el responsable de adaptar el aminoácido adecuado a la cadena proteica, acoplado al sistema de codones que Ochoa contribuyó a descifrar y en el que cada codón se forma por tres nucleótidos, en el determinado orden que identifican un aminoácido; y el ARN ribosómico, que es el soporte para la interacción entre el ARN mensajero y el de transferencia.

La percepción del ARN empezó a cambiar con el descubrimiento de los ARN no codificantes, es decir, los que no forman proteínas. En 1989, Chech y Altman recibieron el Nobel por descubrir que algunos ARN funcionaban como enzimas; es decir, eran capaces de acelerar reacciones químicas.

La importancia intelectual de este descubrimiento no debe pasar desapercibida: explica la cuestión de qué fue primero si la gallina o el huevo. Si para que las reacciones químicas tengan lugar a bajas temperaturas es necesaria la presencia de enzimas, pero éstas sólo se producen cuando las proteínas se copian del ADN ¿cómo se formaba el ADN? Que el ARN, que es más sencillo y presente en virus tenga la capacidad de actuar como enzima, facilita la formación de ADN y otras moléculas antes de la existencia de las enzimas.

En 1990 se descubre la co-supresión: la unión de secuencias de ARN complementarias a la cadena de ADN impide que el gen sea funcional y, en 1993, independientemente, Víctor Ambros y Gary Ruvkun identifican los micro ARN que bloquean la síntesis de proteínas.

Yo empecé a oír hablar de estos ARN cuando el profesor Grisolía, en el año 2001 nos propuso a María Dolores Miñana y a mí que organizáramos una reunión sobre ARN de interferencia, pequeñas secuencias de ARN moduladoras de la transcripción génica al reducir o suprimir la expresión del ADN.

Valencia, centro mundial de la biomedicina

En octubre de 2004, vinieron a Valencia a hablar de ARN de interferencia David Baltimore, Andrew Fire, Craig Mello, Robert Martierssen, y otros investigadores europeos como Dimitris Bourikas, Marck Crompton y Felix Hoppe-Seyler. En 2006, Fire and Mello recibieron el premio Nobel por el descubrimiento del ARN de interferencia.

Estos dos últimos años, el ARN ha sido de nuevo la molécula implicada en la concesión del Nobel de Fisiología: en 2023, Karikó y Weissman lo recibieron por el uso de ARN mensajero en la creación de las vacunas contra el SARS CoV-2; y en 2024, a Ambros y Ruvkum, por fin, se les galardonó por su descubrimiento de los microARN y su función en la regulación post-transcripcional de los genes.

Como curiosidad, Craig Mello hizo su tesis doctoral en Harvard con Víctor Ambros, pero éste tardó 18 años más en conseguir el Nobel.

La Fundación Carmen y Severo Ochoa ha querido celebrarlo con la publicación de un libro sobre Ochoa financiado por el Ministerio de Ciencia, que cuenta con el prólogo póstumo de Federico Mayor Zaragoza.