La BUAP, una institución donde se hace ciencia de frontera

Sobre los premios Nobel 2022 de Medicina, Química y Física, comentan sus investigadores

Puebla, Pue.- La ciencia vive un momento de crecimiento y desarrollo, resultado del trabajo multidisciplinario a nivel global. En el marco de la entrega de los premios Nobel 2022 a científicos de las áreas de Medicina, Química y Física, la BUAP ratifica su compromiso con la generación de conocimiento, al abordar desde sus distintos campos, líneas de investigación de vanguardia que concuerdan con los trabajos galardonados de este año.

Estudios en genómica evolutiva humana, la llamada Química “click” y “bioortogonal”, así como Mecánica Cuántica, son temas y líneas de investigación que se desarrollan en la Máxima Casa de Estudios en Puebla.

Reacciones selectivas

Al referirse a los galardonados con el Premio Nobel de Química 2022, Carolyn R. Bertozzi, Morten Meldal y K. Barry Sharples, Jesús Sandoval Ramírez, investigador de la Facultad de Ciencias Químicas de la BUAP, reconoció la contribución de sus homólogos en el desarrollo de la química “click” y “bioortogonal”, ya que ambas técnicas son importantes en esta disciplina para la obtención rápida de moléculas orgánicas, sin producir demasiados subproductos o bien que estos puedan ser purificados ágilmente, e incluso que no requieran purificación. Es decir, su investigación se enfoca en obtener reacciones dirigidas y selectivas para generar compuestos orgánicos benéficos para el ser humano.

En esta línea de investigación, el también nivel III del Sistema Nacional de Investigadores del Conacyt, refirió que en la BUAP se realizan proyectos para obtener métodos de síntesis más seguros. “En mi caso, estoy trabajando con reacciones que se lleven a cabo muy rápida y selectivamente; es decir, en lugar de tener tiempos de reacción de horas, las he reducido a segundos. Eso lleva como consecuencia que no se generan subproductos, por lo que se obtienen productos puros”.

Basado en este nuevo enfoque, el doctor Sandoval Ramírez, cuya tesis de doctorado en la Universidad de Paris XI fue dirigida por Sir Derek H. R. Barton, Premio Nobel de Química 1969, desarrolla dos proyectos de importancia social: crear una nueva familia de promotores de crecimiento vegetal y obtener compuestos con actividad anticancerígena. Ambas investigaciones surgen de la misma estructura química: la diosgenina, producto natural presente en plantas, muchas de ellas nativas de México.

Egresados BUAP contribuyen al estudio de poblaciones nativas de América, poco representadas en los archivos genómicos mundiales

El Premio Nobel de Medicina 2022 correspondió a Svante Pääbo, por sus estudios en genómica evolutiva humana; es decir, del material genético antiguo, particularmente de individuos ancestrales, como el Neandertal y Denisova, un tema que egresados y estudiantes de la BUAP han abordado y sus resultados han sido publicados en revistas como Diversity, donde recientemente apareció “Historia de la secuenciación genómica en Nativos Americanos, y otras tecnologías” (liga de la publicación. https://www.mdpi.com/1772462).

Sus autores, egresados de las licenciaturas en Biomedicina y en Biotecnología, Israel Aguilar, Josué Guzmán Linares, María Fernanda Mirón Toruño, Judith Ballesteros, Alejandra Pérez y José Eduardo García recabaron 56 estudios genómicos de poblaciones nativas de América, y encontraron un total de 13 mil individuos nativos estudiados por tecnologías genómicas. Este trabajo se realizó de manera remota en el laboratorio del doctor Enrique Morett, en el Instituto de Biotecnología de la UNAM.

Israel Aguilar, maestro en Ciencias y primer autor del citado artículo, quien dirigió las tesis de licenciatura de los otros coautores, señaló la importancia de abrir el acceso a estos datos, debido a que en la actualidad sólo 3.6 por ciento es públicamente accesible para la comunidad científica.

Historia de la secuenciación genómica en Nativos Americanos, y otras tecnologías” es el resultado de un proyecto entre la BUAP, la UNAM y el Instituto Nacional de Medicina Genómica, cuya importancia radica, entre otros aspectos, en el hecho de que  las poblaciones nativas de nuestro continente están poco representadas en los archivos genómicos mundiales, aunque se trata de un campo en crecimiento.

El trabajo que recién publicamos en Diversity resume 56 publicaciones científicas donde se analizó el ADN de individuos antiguos y contemporáneos nativos de América. Son miles los individuos estudiados con tecnología genómica, pero encontramos que pocos datos son accesibles para la comunidad científica. Nuestro trabajo permite retomar los datos de genomas antiguos para futuros proyectos que busquen completar la historia del poblamiento de América”, comentó.

El siglo XXI, el de las aplicaciones prácticas de la Mecánica Cuántica

En Física, el Premio Nobel de este año les fue otorgado a Alain Aspect, John Clauser y Anton Zeilinger, principalmente por demostrar que la realidad física en Mecánica Cuántica es no-local, y que la correlación cuántica generada en los estados enredados es un recurso físico para diferentes tareas, como teletransportación cuántica, criptografía cuántica y computación cuántica.

Desde el Cuerpo Académico Óptica Cuántica y No Lineal, el doctor en Física, Luis Manuel Arévalo Aguilar, de la Facultad de Ciencias Físico Matemáticas, ha trabajado esa línea de investigación, con resultados que han dado lugar a  publicaciones en revistas indizadas, proyectos y formación de recursos humanos. En su opinión, la trascendencia de estos científicos “es haber demostrado la existencia de los llamados estados entrelazados y Violaciones a las Desigualdades de Bell, como un recurso físico para realizar tareas no clásicas, que dan lugar a lo que hoy se conoce como tecnologías cuánticas”.

Los estados entrelazados –enredados, como prefiere llamarlos- refieren al hecho de que si existen dos sistemas que interaccionaron, cuando estos se separan comparten un estado entrelazado, de forma tal que si se mide en uno de estos sistemas, el otro lo siente automáticamente, aunque estén separados a años luz de distancia. “Es un tipo de correlación que permite hacer tareas no clásicas: la computación cuántica posibilita procesar información en paralelo, sin precedente, de manera instantánea”.

Otro aspecto importante es la teletransportación cuántica; es decir, el estado de un sistema se transporta a otro sistema, lo cual sólo es factible con los estados enredados.

Así también, otro recurso que proveen estos estados es la información: “La criptografía actual está basada en conjeturas matemáticas no probadas, por lo que se podría descifrar la información enviada. Sin embargo, con la criptografía cuántica es posible enviar información de forma segura y protegida”.

El trabajo realizado por los galardonados con el Nobel de Física 2022, comentó,  parte del Principio de Incertidumbre de Heisenberg en Mecánica Cuántica, en el cual se establece que dos variables físicas, que tienen cierta estructura matemática, no pueden ser conocidas al mismo tiempo. “Einstein concibió un experimento que cuestionaba fuertemente este principio usando los estados enredados; de aquí surgió el interés por estudiar las propiedades de estos estados”.

El doctor Luis Manuel Arévalo ha propuesto un nuevo Principio de Incertidumbre, nombrado “Perturbación, Perturbación”. Así también, ha demostrado Violaciones de Desigualdades, de John Clauser, conocidas como desigualdades CHSH, para sistemas de partículas con masa que poseen un estado enredado. Ambos resultados han sido publicados en revistas internacionales especializadas de alto impacto de la familia Nature. Actualmente está trabajando en el área de criptografía cuántica, usando estados continuos.