Qu¨ªmicos espa?oles apuntan la soluci¨®n de uno de los grandes misterios de la biolog¨ªa

Investigadores de los departamentos de Qu¨ªmica Org¨¢nica y de F¨ªsica Qu¨ªmica de la Universidad de Barcelona publican hoy en la revista Science la demostraci¨®n de que la aplicaci¨®n constante de una fuerza como la ejercida por la rotaci¨®n de la Tierra habr¨ªa contribuido a seleccionar una determinada orientaci¨®n de las mol¨¦culas en detrimento de su imagen especular.

'Uno de los grandes misterios de la ciencia es la homoquiralidad de las mol¨¦culas esenciales de la vida'. As¨ª empieza el comentario que el investigador holand¨¦s Ben Feringa dedica en la misma revista al trabajo de los investigadores espa?oles. Y a?ade: 'Las formas corrientes de vida no podr¨ªan existir sin esa quiralidad uniforme', una propiedad que les ha permitido construir las prote¨ªnas o los polisac¨¢ridos y, con ellos, los elementos b¨¢sicos de todo ser vivo. Que existe esa quiralidad, es evidente, afirma, pero no lo es tanto el porqu¨¦.

Josep Mar¨ªa Rib¨®, director de la investigaci¨®n, aporta una posible explicaci¨®n. 'Existe una fuerte relaci¨®n entre los niveles macrosc¨®pico y molecular', de modo que una fuerza o una propiedad determinada presente en el mundo cotidiano puede influir en las caracter¨ªsticas de una mol¨¦cula. En este caso, y tras centenares de experimentos a lo largo de dos a?os, el giro constante al que se somete un compuesto de material org¨¢nico puede determinar que sus mol¨¦culas se orienten en el espacio hacia la derecha o hacia la izquierda.

El fen¨®meno de quiralidad es com¨²n en la naturaleza, sobre todo en mol¨¦culas org¨¢nicas. Una mol¨¦cula determinada, como un az¨²car o un amino¨¢cido, puede presentar dos formas, una orientada a la derecha (dextr¨®gira) y otra a la izquierda (lev¨®gira), como si una fuera la imagen en el espejo de otra. Por razones desconocidas, unas pueden predominar sobre las otras. Este es el caso de los amino¨¢cidos, que mayoritariamente son lev¨®giros, o de los az¨²cares, dextr¨®giros en su mayor¨ªa.

El experimento de Rib¨®, objeto de la tesis doctoral de Raimon Rubires, es 'insultantemente simple', como afirma ¨¦l mismo, aunque de una laboriosidad extraordinaria. Se ha reproducido sistem¨¢ticamente un proceso de agregaci¨®n molecular y sometido a una agitaci¨®n con un utensilio cl¨¢sico de laboratorio, un rotovapor. Y lo que se ha observado es que si esa agitaci¨®n en forma de giro se aplica justo cuando las mol¨¦culas enlazan unas con las otras, puede romperse la quiralidad natural y favorecer la orientaci¨®n a izquierda o a derecha a voluntad. El experimento s¨®lo se da en determinadas condiciones, pero, como reconoce Feringa, supone la primera evidencia f¨ªsica de que una fuerza de este tipo puede favorecer una forma concreta de mol¨¦culas.

El sistema descrito puede extrapolarse a los or¨ªgenes de la vida. En opini¨®n de Rib¨®, 'hay unas pocas fuerzas' en la naturaleza capaces de incidir en la orientaci¨®n molecular. Entre otras, el campo magn¨¦tico terrestre, la radiaci¨®n electromagn¨¦tica circular polarizada, como la causada por la explosi¨®n de una supernova, o el efecto Coriolis, el causado por la rotaci¨®n de la Tierra sobre su eje y que es el responsable, por ejemplo, del sentido de giro de los anticiclones en cada hemisferio. El investigador cree que esta ¨²ltima fuerza pudo haber influido de forma decisiva durante la llamada era prebi¨®tica cuando algo parecido a una 'sopa de mol¨¦culas' era pr¨¢cticamente lo ¨²nico que exist¨ªa sobre la faz de la Tierra.

El trabajo de los investigadores espa?oles podr¨ªa encontrar un hueco tambi¨¦n en aplicaciones en las que la quiralidad sea un elemento fundamental. Rib¨® apunta como las m¨¢s interesantes el desarrollo de membranas quirales, es decir, con una orientaci¨®n determinada de sus mol¨¦culas, destinadas a favorecer o inhibir el tr¨¢nsito de determinadas sustancias, o incluso el dise?o de compuestos cuyas mol¨¦culas se orienten en un sentido dado para as¨ª favorecer v¨ªas metab¨®licas. Ambos, supuestos de inter¨¦s para el desarrollo de f¨¢rmacos.