TRIBUNA

40 años reuniendo proteínas

El banco de datos internacional, que almacena 77.000 estructuras moleculares, celebra su origen en Cold Spring Harbor

El cristalógrafo Michael G. Rossmann (en el centro) 40 años después de iniciar el Banco de Datos de Proteínas, celebra el aniversario en Cold Spring Harbor. / CONSTANCE BURKIN/CSHL

Pioneros y jóvenes cristalógrafos de macromoléculas se congregaron en el Laboratorio Cold Spring Harbor en Long Island (EE UU), para festejar los 40 años del Banco de Datos de Proteínas (PDB) a finales del pasado mes de octubre, que ya almacena más de 77.000 estructuras moleculares. Situado en los alrededores de un hermoso paraje marítimo, antiguo puerto de pescadores de ballenas, este laboratorio es significativo en el nacimiento de la Biología Molecular. Fui allí expresamente para asistir al cumpleaños del PDB y también como peregrino al lugar donde en 1971los pioneros de la cristalografía de proteínas se reunieron para confirmar la mayoría de edad de la disciplina. Las estructuras de hemoglobina y mioglobina habían abierto el campo 10 años antes, pero, dada la complejidad de la disciplina, el futuro era incierto. Para entonces ya se habían resuelto 10 estructuras a alta resolución: ocho enzimas y las dos globinas. La disciplina parecía asentarse.

Tenía en mi mente las imágenes que tantas veces había visto en el volumen publicado por CSHL en 1972 con las fotografías de Max Perutz, W.C. Love, D. Hodgkin, LyleJensen, M. G. Rossmann, Aaron Klug y tantos otros absorbidos en conversaciones y discusiones sobre cristalografía. Reciente entonces, el libro estaba en la oficina de mi director de tesis en la Universidad de Texas en Austin, adonde había llegado apenas unos meses antes patrocinado por una beca Fullbright.

En 2010 se realizaron 210 millones de descargas

Aunque había habido discusiones anteriores, desde el punto de vista histórico la reunión de Cold Spring Harbor en 1971 se considera el momento del nacimiento del PDB. Las discusiones en el auditorio y en el campus acerca de la distribución de los resultados cristalográficos de entonces fueron muy intensas. El intercambio de datos (coordenadas de proteínas) entre distintos laboratorios había sido hasta entonces bastante informal por medio de tarjetas perforadas de IBM. En aquellos días, la estructura de la mioglobina estaba ‘representada’ por una caja con 1.000 tarjetas perforadas con las coordenadas de cada uno de los átomos. En la reunión de 1971, hubo un consenso claro de que era necesario crear un depósito central para esos datos, para facilitar el intercambio de los resultados. Sin embargo, durante la reunión conmemorativa de este año Hans Deisenhofer (Nobel 1988) recordó a los asistentes que en el pasado no todo el mundo estaba de acuerdo. En aquellos años, la solución de una estructura de proteína requería muchos años de esfuerzo por varios investigadores y no todo el mundo estaba dispuesto a distribuir estos resultados abiertamente.

Representación gráfica de una estructura molecular en el aniversario del Banco de Datos de Proteínas celebrado en Cold Spring Harbor. / CONSTANCE BURKIN/CSHL

Sin embargo, en1971 el espíritu comunitario fue capaz de empujar el nacimiento del PDB. Walter Hamilton, un químico del Laboratorio Nacional Brookhaven asistió a las discusiones iniciales y se ofreció a establecer un banco de datos público de proteínas en Brookhaven. Perutz, a su vuelta a Inglaterra, discutió la propuesta con Olga Kennard (responsable del entonces Cambridge Crystallographic Data Centre, CCDC) y se formó el archivo del banco, operado por CCDC y BNL. Durante muchos años el banco se llamó Brookhaven Data Bank. El nacimiento fue anunciado en Nature New Biology en1971. El apoyo de cristalógrafos pioneros como Rossmann y Fred Richards fue clave para la supervivencia del PDB.

El crecimiento del PDB desde su fundación ha sido espectacular y sigue siendo una fuente básica de resultados estructurales para la comunidad biomédica mundial. En 2010 se realizaron 210millones de descargas desde los sitios de Internet del banco. Los últimos años han visto la inclusión y el aumento de estructuras obtenidas por otros métodos experimentales (microscopia electrónica y resonancia magnética nuclear), ahora parte integrante del ‘worldwide PDB’. Nadie duda de su continuidad. ¿Hacia dónde ira el PDB en los próximos 10 años? ¿Dónde estará este recurso global de estructuras macromoleculares en los próximos 40 años?

Los aniversarios de grandes acontecimientos humanos relacionados con la ciencia son  para celebrar, pero también son para inspirar a las nuevas generaciones y a los gobiernos a continuar la ardua y costosa senda de la investigación

Sin duda alguna, el desarrollo del PDB en el futuro estará relacionado con el futuro de la disciplina de biología estructural. Los últimos desarrollos tecnológicos del campo afectaran a lo que el PDB podrá ofrecer a la comunidad mundial interesada en estructuras de interés biológico y médico. No pude resistir aportar mi pequeño granito de arena. ¿Si los métodos de los láseres de rayos X prosperan, tendremos más estructuras en el PDB obtenidos por los métodos que no requieren obtener cristales? ¿La combinación de los distintos métodos de determinación de estructuras tridimensionales (microscopia electrónica en alta resolución, reconstrucción de imágenes y difracción de rayos X), podría quizás obtener estructuras detalladas de orgánulos dentro de las células: cloroplastos, mitocondrias, retículos endoplasmáticos en espacio y con resolución temporal? ¿Habrá en el futuro coordenadas (código de acceso) para orgánulos celulares? Estos resultados serían críticos para una explicación más completa de los fenómenos biológicos.

Espero que las nuevas generaciones de cristalógrafos y biólogos estructurales y moleculares tengan la oportunidad de ver y explorar las fotografías de esta reunión tan especial que se pueden ver en la web por todo el mundo, así como el programa y los resúmenes. Más importante para mí sería que las nuevas generaciones capten el espíritu del lugar, de las discusiones y se inspiren con estas imágenes como yo me inspiré hace 40 años. Los aniversarios de grandes acontecimientos humanos relacionados con la ciencia son naturalmente para celebrar, pero también son para inspirar a las nuevas generaciones y a los gobiernos a coger la antorcha y a continuar la ardua y costosa senda de la investigación.

Cele Abad-Zapatero es profesor adjunto en la Universidad de Illinois en Chicago y autor de Crystals and Life (IUL, 2002). Con este artículo celebra sus 40 años como cristalógrafo de proteinas.

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