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Frances Hamilton Arnold (Pittsburgh, 25 de julio de 1956) es una científica y química estadounidense. Fue laureada con el Premio Nobel de Química en 2018 junto a George P. Smith y Gregory Winter.[1]​ Es pionera en la investigación de métodos de evolución dirigida para crear sistemas biológicos útiles, incluyendo enzimas, rutas metabólicas, circuitos de regulación genética y organismos.

Frances Hamilton Arnold Premio Nobel de Química
Francesarnoldwiki2012.png
Información personal
Nombre de nacimiento Frances Hamilton Arnold Ver y modificar los datos en Wikidata
Nacimiento 25 de julio de 1956 Ver y modificar los datos en Wikidata (62 años)
Edgewood, Estados Unidos Ver y modificar los datos en Wikidata
Nacionalidad Estadounidense Ver y modificar los datos en Wikidata
Familia
Padre William Howard Arnold Ver y modificar los datos en Wikidata
Cónyuge
  • Jay Bailey (hasta 1994) Ver y modificar los datos en Wikidata
Pareja
  • Andrew E. Lange (1994–2010) Ver y modificar los datos en Wikidata
Educación
Educación Ph.D. Ver y modificar los datos en Wikidata
Educado en Princeton University, University of California, Berkeley, Caltech
Información profesional
Ocupación Bioquímica, inventora, profesora de universidad e ingeniera Ver y modificar los datos en Wikidata
Área Ingeniería química Ver y modificar los datos en Wikidata
Empleador
Miembro de
Distinciones
Web
Sitio web
Twitter

Índice

EducaciónEditar

Es catedrática "Linus Pauling" de ingeniería química, bioingeniería y bioquímica en el Instituto de Tecnología de California, donde estudia la evolución y sus aplicaciones en ciencia, medicina, química y energía. Se licenció en ingeniería mecánica y aeroespacial por la Universidad de Princeton en 1979 y se doctoró en ingeniería química por la Universidad de California en Berkeley.[2]​ Allí desarrolló su trabajo postdoctoral en química biofísica antes de unirse al Caltech en 1986.[3]

InvestigaciónEditar

Arnold es pionera en el uso de la evolución dirigida para diseñar enzimas que realizan funciones nuevas o que funcionan de manera más efectiva que las enzimas naturales. Usando los principios de la evolución por selección natural, se puede orientar a las proteínas y enzimas a llevar a cabo tareas biológicas.[4]​ Para adaptarlas, usa un proceso que introduce mutaciones en las secuencias de las proteínas y prueba los efectos que causa. Si en un caso una mutación deriva en mejora, el proceso se vuelve a aplicar hasta mejorar el resultado. Este proceso puede ser aplicado para diseñar proteínas que puedan cumplir con una variedad de tareas, como usar enzimas para producir biocombustibles y compuestos farmacéuticos que causen menos daño al medio ambiente.[1]

Fue la primera científica en aplicar la evolución dirigida a la optimización de las enzimas, en su trabajo seminal de 1993, usó el método para diseñar una versión de Subtilisina, presente en el disolvente DMF.[5]​ Llevó a cabo el trabajo utilizando cuatro rondas secuenciales de mutagénesis del gen de la enzima. Después de cada ronda, examinó las enzimas por su capacidad para hidrolizar la proteína de la leche caseína en presencia de DMF haciendo crecer las bacterias. Las bacterias con mejor respuesta (halos visibles más grandes), fueron aisladas, su ADN fue usado para someterlas a nuevas rondas. Con este método, se crearon enzimas con 256 veces más actividad que la original.[6]

Otras aplicaciones del trabajo de Arnold fueron la producción de biocombustibles, en especial el isobutanol, que puede producirse con bacterias E. coli, pero requiere el cofactor NADPH. Las E. coli producen la nicotinamida adenina dinucleótido, o NADH, por ello, Arnold diseñó enzimas que usan NADH para permitir la producción del isobutanol.[1]

Otra de las investigaciones consiste en la recombinación de proteínas, usada para formar nuevas proteínas con funciones únicas.[7]​ Para ello desarrolló el método computacional SCHEMA, usado para crear simulaciones y predecir como combinar proteínas y después aplicar la evolución dirigida, para mutarlas para lograr optimizar sus funciones.[8]

PremiosEditar

ReferenciasEditar

  1. a b c «The Nobel Prize in Chemistry 2018» (en inglés). Academia de ciencias de Suecia. 2 de octubre de 2018. Consultado el 3 de octubre de 2018. 
  2. «Frances H. Arnold» (en inglés). NAE Website. 2 de octubre de 2018. Consultado el 3 de octubre de 2018. 
  3. «Interview with Frances H. Arnold — Design by Evolution» (en inglés). Chemistry Views. 5 de diciembre de 2011. Consultado el 3 de octubre de 2018. 
  4. Cirino, Patrick C.; Arnold, Frances H. (2003). Exploring the Diversity of Heme Enzymes through Directed Evolution. Wiley-VCH Verlag GmbH & Co. pp. 215-243. doi:10.1002/3527600647.ch10. 
  5. Chen, K.; Arnold, Frances H. (1993). Tuning the activity of an enzyme for unusual environments: sequential random mutagenesis of subtilisin E for catalysis in dimethylformamide 90 (12). Proceedings of the National Academy of Sciences. pp. 5618-5622. ISSN 0027-8424. doi:10.1073/pnas.90.12.5618. 
  6. «A (r)evolution in chemistry» (en inglés). The Nobel Prize in Chemistry 2018. 2 de octubre de 2018. Consultado el 3 de octubre de 2018. 
  7. «Structure-guided protein recombination» (en inglés). California Institute of Technology. Consultado el 3 de octubre de 2018. 
  8. Meyer, Michelle M.; Hochrein, Lisa; Arnold, Frances H. (2006). Structure-guided SCHEMA recombination of distantly related β-lactamases 19 (12). Protein Engineering, Design and Selection. pp. 563-570. ISSN 1741-0134. doi:10.1093/protein/gzl045. 
  9. «50 engineering leaders become Fellows of the Royal Academy of Engineering». Consultado el 21 September 2018. 
  10. «Pioneer of "Directed Evolution" Wins Lifetime Achievement Award | Caltech». The California Institute of Technology (en inglés). Consultado el 2017-08-31. 
  11. «Frances Arnold (Doctor of Science)». Dartmouth College. June 11, 2017. Consultado el June 11, 2017. 
  12. «Evolutionary engineer Francis Arnold wins €1m tech prize». May 25, 2016. Consultado el May 25, 2016. 
  13. «Doing the right things». ETH Zurich. November 21, 2015. Consultado el November 23, 2015. 
  14. «Spotlight | National Inventors Hall of Fame». Invent.org. 2013-11-21. Consultado el 2016-05-28. 
  15. «PRESS RELEASE: President Obama Honors Nation’s Top Scientists and Innovators». whitehouse.gov. 2012-12-21. Consultado el 2016-05-25. 
  16. «Recipients of the Charles Stark Draper Prize for Engineering» (en inglés). National Academy of Engineering. Consultado el 3 de octubre de 2018. 
  17. «Frances H. Arnold, Enzyme Engineering Award for 2007». www.engconf.org (en inglés estadounidense). Consultado el 2018-06-21. 

Enlaces externosEditar