BBVA es sinónimo de conocimiento
El profesor del Departamento de Ciencias de la Tierra, Atmosféricas y Planetarias, Kerry A. Emanuel; el profesor del Departamento de Biología, David Sabatini, y el profesor del Departamento de Matemáticas, Peter Shor, fueron reconocidos en la duodécima edición del premio “Frontiers of Knowledge” que otorga anualmente la fundación BBVA.
El profesor del Departamento de Ciencias de la Tierra, Atmosféricas y Planetarias, Kerry A.
Emanuel; el profesor del Departamento de Biología, David Sabatini, y el profesor del Departamento de Matemáticas, Peter Shor, fueron reconocidos en la duodécima edición de este premio anual.
Kerry Emanuel
Es profesor de Ciencias Atmosféricas de Cecil e Ida Green, obtuvo el premio Cambio Climático de BBVA “por sus contribuciones fundamentales a la comprensión de los ciclones tropicales y cómo se ven afectados por el cambio climático”, según la cita del Comité de Premios. “Al comprender la física esencial de la convección atmosférica… ha descifrado el comportamiento de los ciclones tropicales, huracanes y tifones, a medida que cambia nuestro clima”. También fue elogiado por su “extraordinaria eficacia en la comunicación de la ciencia del cambio climático al público y a los responsables políticos”.
Emanuel es cofundador (con Daniel H. Rothman) y codirector del MIT Lorenz Center. Se trata de un grupo de expertos sobre el clima, que fomenta enfoques creativos para aprender sobre los fenómenos y cambios meteorológicos. Fue el primero en relacionar la mayor intensidad de los huracanes con el calentamiento de las aguas superficiales del mar, inducido por el cambio climático.
“Es difícil imaginar un área de la ciencia del clima, donde el liderazgo de una persona sea tan indiscutible”, dice Bjorn Stevens, presidente del comité de la Fundación BBVA y director del Instituto Max Planck de Meteorología.
Los huracanes se conocen desde hace mucho tiempo como eventos naturales destructivos, pero la física subyacente de ellos aún se desconoce en gran medida. A lo largo de las décadas de 1980 y 1990, después de completar sus estudios en el MIT y luego unirse a la facultad de EAPS, Kerry Emanuel identificó los mecanismos detrás de los huracanes. En su investigación que detalla cómo el calentamiento de la superficie de los océanos alimenta las tormentas y aumenta la intensidad, las llamó “máquinas naturales masivas que convierten el calor que extraen del océano en energía eólica”.
Un clima cambiante verá huracanes más poderosos. Emanuel advierte que esto complicará la ya difícil tarea de hacer pronósticos precisos y predice que los huracanes se extenderán a más regiones del planeta.
Actualmente, sus modelos predicen un aumento del 5% en la intensidad de los huracanes (es decir, la velocidad del viento) por cada grado de aumento de la temperatura del océano. “Tres grados de calentamiento harían que los huracanes fueran un 15% más intensos, pero su potencial destructivo en realidad se triplicaría; en otras palabras, con este aumento del 15 por ciento en la velocidad del viento, el daño aumentaría alrededor del 45 por ciento”, dice el autor de Divine Wind: The History and Science of Hurricanes (Oxford University Press, 2005) y What We Know about Climate Change (MIT Press, 2018).
“Los huracanes más intensos de hoy pueden tener una velocidad de viento en la superficie de 85 metros por segundo, pero a finales de este siglo, a menos que frenemos las emisiones de gases de efecto invernadero, podríamos comenzar a ver velocidades de hasta 90-92 metros por segundo. El potencial destructivo de un huracán está determinado por la velocidad del viento; por lo que, de hecho, la destructividad de estas tormentas para las poblaciones humanas sería considerablemente mayor “.
Emanuel comenta que la comunidad internacional “no está haciendo lo suficiente” para combatir el cambio climático. “Tenemos que dejar de escuchar las voces de la negación y, en cambio, escuchar a nuestros propios hijos, que están clamando para que actuemos”.
David Sabatini
Es profesor de biología del MIT y miembro del Whitehead Institute for Biomedical Research y del Koch Institute for Integrative Cancer Research; comparte su premio “Fronteras del Conocimiento” en Biología y Biomedicina con Michael Hall, de la Universidad de Basilea, por el descubrimiento de una proteína. quinasa que regula el metabolismo y el crecimiento celular.
Su descubrimiento de mTOR se utiliza en el estudio de una amplia gama de condiciones de salud, que incluyen obesidad, envejecimiento, cáncer, diabetes, epilepsia, Alzheimer y Parkinson. “La investigación ha sugerido que el 60% de los cánceres tienen algún mecanismo para activar la vía mTOR”, explica Sabatini. “Nunca podría haber imaginado las implicaciones de ese primer descubrimiento”.
David inició su tesis doctoral sobre la comprensión del mecanismo de acción de la rapamicina, un agente antifúngico natural que ha demostrado tener propiedades inmunosupresoras y anticancerígenas. Se utiliza para prevenir el rechazo de órganos en pacientes trasplantados.
Los dos científicos llegaron a sus hallazgos de forma independiente. Hall descubrió el objetivo de la proteína rapamicina (TOR) en células de levadura, en 1993, durante su tiempo como investigador principal; Sabatini lo aisló en mamíferos cuando aún era estudiante de doctorado, en 1994, y le dio el nombre de mTOR.
En las células de mamíferos, mTOR -que significa “objetivo mecanicista de la rapamicina”, un fármaco inmunosupresor que inhibe el crecimiento celular- es la molécula clave en una vía que regula los procesos metabólicos celulares en respuesta a los nutrientes.
David Sabatini menciona que “mTOR es un interruptor que se enciende en presencia de nutrientes, por lo que el cuerpo puede construir material y cuando no hay nutrientes disponibles, descompone el material”.
El interruptor de encendido / apagado del interruptor mTOR controla una cascada de cientos de señales moleculares, muchas de las cuales aún son desconocidas para la ciencia.
“Los mecanismos moleculares que regulan el crecimiento de organismos y lo coordinan con la disponibilidad de nutrientes eran desconocidos hasta hace dos décadas”, expuso el Comité.
Después de que la molécula se aisló en levaduras y mamíferos, ambos investigadores comenzaron la tarea de desentrañar sus múltiples funciones orgánicas. Desde entonces, el laboratorio de Sabatini ha identificado la mayoría de los componentes de la vía mTOR, y ha demostrado cómo contribuyen a la función de las células y los organismos. Sus descubrimientos han abierto vías para identificar las vulnerabilidades de la enfermedad y los objetivos de tratamiento para diversas afecciones; en particular, incluidas las vulnerabilidades metabólicas clave en las células de cáncer de páncreas y ovario, y los defectos del neurodesarrollo. Actualmente, está trabajando para explotar esas vulnerabilidades como objetivos de nuevas terapias.
La rapamicina se usa como inmunosupresor para prevenir el rechazo de órganos trasplantados y como agente contra el cáncer. En el tratamiento de enfermedades cardiovasculares, se utiliza como recubrimiento de los stents coronarios para detener la formación de nuevos bloqueos en el torrente sanguíneo.
Debido a que mTOR es un sensor de nutrientes, investigaciones adicionales apuntan a la restricción calórica para aumentar la longevidad. TOR fue la primera proteína conocida que influye en la longevidad en las cuatro especies que los científicos usan comúnmente para estudiar el envejecimiento: levadura, gusanos, moscas y ratones. “Sólo estamos rascando la superficie” de las posibles aplicaciones de mTOR. “No sé si nos ayudará a vivir hasta los 120 años, pero creo que tendrá efectos benéficos en diferentes sistemas fisiológicos, y estoy prácticamente seguro de que mejorará aspectos de las enfermedades relacionadas con el envejecimiento”, concluye el premiado.
Peter Shor
El profesor Morss de Matemáticas Aplicadas, fue reconocido en la categoría de Ciencias Básicas por su papel en el desarrollo de la computación cuántica y la criptología. Comparte este premio con el físico químico de IBM, Research Charles H. Bennett, y el científico informático de la Universidad de Montreal, Gilles Brassard.
El Comité de Premios recalcó el salto adelante en las tecnologías cuánticas, un avance que se basa en gran medida en las contribuciones pioneras de los nuevos galardonados. El Comité declaró que su trabajo “abarca múltiples disciplinas y reúne conceptos de matemáticas, física e informática. Sus ideas juegan un papel clave en el desarrollo de tecnologías cuánticas para la comunicación y la computación”.
Bennett y Brassard inventaron la criptografía cuántica en la década de 1980 para garantizar la inviolabilidad física de las comunicaciones de datos. La importancia de este trabajo se hizo evidente 10 años después, cuando Shor descubrió que una hipotética computadora cuántica inutilizaría efectivamente los sistemas de criptografía convencionales, que sustentan la privacidad y seguridad de las comunicaciones de Internet de hoy.
El protocolo BB84 de Bennett y Brassard -generalmente reconocido como la primera aplicación práctica de la ciencia de la información cuántica- respalda la seguridad de todas nuestras comunicaciones y transacciones de Internet, y se basa en la existencia de problemas matemáticos que las computadoras no pueden resolver. Hasta que, como apunta la cita, “Shor descubrió que las computadoras cuánticas podían factorizar números enteros mucho más rápido que cualquier supercomputadora, comprometiendo así la seguridad de los esquemas criptográficos convencionales”.
Brassard comenta: “La importancia de nuestro trabajo se hizo mucho más evidente después de que Shor destruyera todo lo demás”. El algoritmo de Shor es ahora uno de los algoritmos cuánticos que comprenden el lenguaje de rápido desarrollo que hablarán las computadoras cuánticas del mañana.
Otra de las contribuciones de Peter es un algoritmo utilizado para corregir errores de la computadora cuántica, “un requisito esencial para habilitar y escalar los cálculos cuánticos”, de acuerdo al Comité.
Las computadoras cuánticas están expuestas a un gran volumen de ruido, lo que provoca numerosos errores. “Todo el mundo pensaba que no se podían corregir los errores en las computadoras cuánticas”, recuerda Peter Shor, “porque tan pronto como intenta medir un sistema cuántico, lo perturba. En otras palabras, si intenta medir el error para corregirlo, lo perturba y se interrumpe el cálculo. Mi algoritmo demostró que se puede aislar y corregir el error y aun así conservar el cálculo “.
La criptografía cuántica es una de las ramas más avanzadas de la tecnología cuántica, que los galardonados ven como una perspectiva a largo plazo. “Pasarán cinco o 10 años antes de que una computadora cuántica pueda hacer algo que se acerque a lo útil”, expone Shor. Sin embargo, con el tiempo, está convencido de que estas máquinas ofrecerán aplicaciones revolucionarias. Por ejemplo, en biomedicina, “se necesita una enorme cantidad de tiempo de computadora para simular el comportamiento de las moléculas, pero las computadoras cuánticas podrían lograr eso y ayudar a diseñar nuevos medicamentos”.
Fundación BBVA
La Fundación BBVA promueve el conocimiento, con base en la investigación y la creación artística y cultural, y apoya la actividad de análisis de cuestiones emergentes en cinco áreas estratégicas: medio ambiente, biomedicina y salud, economía y sociedad, ciencias básicas y tecnología y cultura. Los premios “Fronteras del Conocimiento”, también conocidos como Frontiers of Knowledge Awards, que abarcan ocho categorías, reconocen la investigación y el trabajo creativo de excelencia, como incrustados en avances teóricos, desarrollos tecnológicos o trabajos y estilos artísticos innovadores; así como contribuciones fundamentales para enfrentar los desafíos clave del siglo xxi.
Desde 2009, BBVA también ha premiado a Susan Solomon del MIT por el cambio climático; Marvin Minsky, Adi Shamir, Silvio Micali, Shafi Goldwasser y Ronald Rivest por sus estudios en tecnologías de la información y la informática; Stephen Buchwald por ciencias básicas; Edward Boyden por biología y biomedicina; Daron Acemoglu por economía; Noam Chomsky por sus estudios en humanidades y ciencias sociales; amén del Laboratorio de Acción contra la Pobreza Abdul Latif Jameel (J-PAL) del MIT para la cooperación al desarrollo.
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