Nobel de Química 2014 para los científicos que rompieron las barreras de la microscopia óptica

La Real Academia Sueca de las Ciencias ha otorgado el Premio Nobel de Química de este año a los investigadores estadounidenses Eric Betzig y William E. Moerner, junto al alemán Stefan W. Hell, "por el desarrollo de la microscopía fluorescente de superresolución". Su invento rompió las barreras de la microscopia óptica para que los científicos pudieran adentrarse en el nanomundo de las moléculas.

Durante mucho tiempo se pensó que la microscopía óptica presentaba un límite infranqueable (la mitad de la longitud de onda de la luz) a partir del cual no se podría conseguir más resolución, pero los galardonados con el Nobel de Química 2014 demostraron que se puede superar con la ayuda de moléculas fluorescentes.

Se trata de los investigadores estadounidenses Eric Betzig (Michigan, 1960), del Howard Hughes Medical Institute, y William E. Moerner (California, 1953), de la Universidad de Stanford; junto al alemán Stefan W. Hell (aunque nació en Rumania en 1962), que trabaja en el Instituto Max Planck. Sus trabajos han hecho posible que se puedan analizar mediante microscopia biomoléculas y estructuras a escala nanométrica.

En el ámbito de la conocida como 'nanoscopía', los científicos ya pueden visualizar moléculas individuales dentro de células vivas. Gracias a esta técnica, pueden observar, por ejemplo, cómo las moléculas crean sinapsis entre las células nerviosas del cerebro, o rastrear cómo se agregan las proteínas implicadas en el párkinson, el alzhéimer o la enfermedad de Huntington. también es posible seguir a moléculas individuales en los huevos fertilizados mientras evolucionan hacia embriones.

Todo estos avances eran impensables hace décadas. En 1873, el microscopista alemán Ernst Abbe estipuló un límite físico de resolución máxima de la microscopía óptica tradicional, que nunca podría llegar a ser mayor que 0,2 micras, y así se consideró durante mucho tiempo.

Dos avances separados

Ahora el Nobel de Química premia dos avances o métodos separados. Uno es la microscopia 'del agotamiento de la emisión estimulada' (stimulated emission depletion: STED), desarrollado por Stefan W. Hell en el año 2000. Se utilizan dos haces láser: uno estimula moléculas fluorescentes para que brillen y otro anula toda la fluorescencia a excepción de la de volúmenes de tamaño nanométrico. De esta forma, escaneando sobre la muestra, nanómetro a nanómetro, se consigue producir una imagen con una resolución mejor que el límite estipulado por Abbe.

Por su parte, Eric Betzig y William Moerner, trabajando por separado, también sentaron las bases de un segundo método: la microscopia de una sola molécula. Se basa en la posibilidad de encender y apagar la fluorescencia de moléculas individuales, rastreando una misma zona varias veces para permitir que sólo algunas moléculas intercaladas brillen cada vez. La superposición de estas imágenes produce una superimagen densa con una resolución nanométrica. Eric Betzig utilizó esta técnica por primera vez en 2006.

"En la actualidad la nanoscopía se utiliza diariamente en todo el mundo para obtener nuevos conocimientos que aportan grandes beneficios a la humanidad", concluye la academia sueca en el comunicado donde anuncia a los galardonados con el Nobel de Química de este año.