CHEMISTRY NOBEL PRIZE:2015

VIDEO: Interview about the 2015 Nobel Prize in Chemistry (9 minutes)

NOBEL PRIZE OF CHEMISTRY: 2015

Our techno-scientific assessment of 2015 Nobel Prizes, leads us to place them in the following order: a) First place: Chemistry, by the number of scientists engaged since 1940, careful observation of certain phenomena (quasi spontaneous anomalous DNA repair by natural light), excellent  handling of scientific principles and  result implications: excision of abnormal DNA segments with the potential to cure degenerative diseases (induced by hydrolysis, oxidation and reactive metabolites generated in physiological processes), exposure to radiation and to genotoxic chemicals that damage DNA, acquired genetic abnormalities and cancers, with the addition of prolonging human life. By the way, the millions of cell divisions over a human life are subject to errors, which begin to be noticed thank to the remarkable work of these researchers. b) Second Place: Physics, by expanding knowledge about neutrinos, demonstrating the existence of mass and conversion of them in other types of neutrinos according to  the circumstances, urging theoretical changes in the standard model of elementary particles and c) Third Place: Medicine, for the manufacture of new and effective antiparasitic drugs, where a little more than techno-science was the  tenacity, sweat and great spirit of the winners.  We now analyze the Nobel Prizein Chemistry:2015,  awarded to: I) Tomas Lindahl, who  demonstrated that  DNA is a chemically unstable (spontaneous generation of uracil by deamination of cytosine), molecule subject to potential decay, even in normal conditions (hydrolytic deamination, oxidation, non-enzymatic methylation), and by  identifying a new group of enzymes (glycosylases), that repair  -by excision- the abnormal DNA. Lindahl, identified the first repair enzyme: uracil DNA glycosylase from E.coli (UNG) and then another: 3-methyladenine DNA, specific for the DNA, not acting on deoximononucleotidos or any other form of RNA.  Lindahl is credited for completely recreated the  BER (Base excision repair) phenomenon  with enzymes purified from E. coli and human cells, starting the process with a DNA glycosylase, which after recognizing the DNA removed hydrolytically the bond: -deoxyribose glycosyl- from  damaged nucleotide. DNA glycosylase then binds to DNA and the abnormal nucleotide is removed. II) To Paul Modrich, by providing an adequate biochemical understanding of wrong genetic matches (mismatch repair) produced during replication, recombination and transcription of normal DNA in bacteria and eukaryotic cells. Modrich showed that DNA methylation specifically eliminated a wrong matched string (mismatch), of DNA of the bacterium E. coli. He also demonstrated that reparative activity depended on ATP stores and methylation state of heteroduplex (hybrids of DNA strands of different origins) and those mutations in the genes: Muth mutL, mutS and uvrD, prevented a  suitable mismatch repair in E. coli extracts free of cells. In 1989 he demonstrated in an in vitro system that DNA polymerase III, exonuclease I and DNA ligase were necessary for the repair of a mismatch and in 2004, managed to repair abnormal DNA using only purified human factors. We now know that defects in these pathways cause certain forms of colon cancer. And, to: III) Aziz Sancar, a chemistry-biochemistry genius, who discovered enzymatic DNA repair mechanisms in bacteria and eukaryotic cells and explain the molecular mechanisms of photoreactivation (natural light repair of abnormal DNA). Although in 1963, Richard Setlow had shown that the generation of thymine dimers (induced by UV radiation), inhibit DNA synthesis, only in 1978, Sancar got to clone the gene for E. coli photolyase, amplifying it, in vivo. He purified 3 proteins: UvrA, UvrB and UvrC using them to reconstitute the essential steps of NER pathways (nucleotide excision repair), specifically acting on damaged DNA,  showing  that these unions hydrolyze the affected  phosphodiester DNA chain. After the oligomer is cut, it is  finally removed by the UvrD helicase. Having identified in 1982, 2 chromophores in E. coli, Sancar  showed that a photolyase  could convert the energy of an absorbed photon into chemical energy, generating free, localized  radicals, eliminating anomalous thymine dimers, allowing the repair of damaged DNA. Although photoreactivation has not been conserved in mammals, there are homologous mechanisms activated by UvrD helicase counterparts.

PREMIO NOBEL DE QUIMICA: 2015.

Nuestra  valoración tecno-científica  de los Premios Nobel 2015, nos induce  a ubicarlos  en el  siguiente orden :a)  Primer lugar: Química,  por el número de científicos comprometidos  desde 1940,  observación meticulosa de ciertos  fenómenos (reparación cuasi espontanea del DNA anómalo por medio de la luz natural),  impecable manejo de los  principios científicos y por la  implicancia  de los resultados  :  excision de segmentos anómalos del  DNA con posibilidades de cura de enfermedades degenerativas (inducidas por hidrólisis y oxidación y  metabolitos reactivos generados en procesos fisiológicos),  de  exposición a radiación y químicos genotoxicos que dañan el DNA, anomalías genéticas adquiridas y  canceres, con el  añadido de prolongar la vida útil humana. Por cierto,  los millones de divisiones celulares a lo largo de una vida humana están sujetas a errores, cuya frecuencia se empieza a notar con los trabajos de estos  químicos notables.  b) Segundo lugar: Física, por la ampliación de conocimientos sobre neutrinos, demostrando la existencia de masa  en ellos y  su conversión a otros tipos de neutrinos  según las circunstancias, urgiendo a cambios  teóricos  en el modelo estándar de  partículas elementales y c) En tercer lugar : Medicina, por la fabricación de  nuevos y efectivos antiparasitarios, donde un poco más  que  ciencia y tecnología se ubica el  tesón, sudor y trabajo  de los galardonados. Analizamos ahora  el Premio Nobel de Química  concedido a: I) Tomas Lindahl por demostrar   que el   DNA es una molécula químicamente inestable (generación de uracilo por  deaminacion espontanea de citosina), sujeta a  potencial desorganización, aun en   condiciones normales  (deaminación hidrolitica, oxidación, metilación no enzimática) y, por  identificar un nuevo grupo de   enzimas (glicosilasas), reparadoras  (por excision),  del  DNA anómalo.   Lindahl,  identifico la primera enzima reparadora: uracil glicosilasa del DNA de E. Coli (UNG) y después otra: 3-methyladenine DNA, especifica para el DNA, no actuando sobre los  deoximononucleotidos o cualquier otra forma de RNA. A Lindahl se le atribuye haber recreado completamente el fenómeno   BER (base excision repair),  con enzimas purificadas de  E. coli y células humanas, iniciándose  el proceso con una DNA  glicosilasa, la que tras reconocer el DNA,  elimina  hidroliticamente la unión: ­-deoxiribosa glicosil-  del nucleótido dañado. La  DNA glicosilasa se une entonces al  DNA y el nucleótido anormal es eliminado. II) A  Paul Modrich, por proporcionar una comprensión bioquímica adecuada de la reparación genética (mismatch repair), producida durante la replicación, recombinación y transcripción del  DNA normal, en bacterias y  células eucarioticas.  Modrich puso en evidencia que   la  metilación del DNA  eliminaba  específicamente  una cadena mal apareada (mismatch), del  DNA de la bacteria   E. coli.  Asimismo,  demostró que la actividad reparativa dependía de las reservas de  ATP y del estado de metilación de los  heteroduplex (híbridos de cadenas de DNA, de diferentes orígenes) y que  las mutaciones de los genes:  mutH, mutL, mutS y uvrD, impedían un adecuado mismatch repair   en extractos de E.Coli, libres de células.  En  1989 demostró en un sistema in vitro que la  DNA polimerasa III, la exonucleasa I y la  DNA ligasa,  eran necesarias para la reparación de un mal apareamiento y el  2004,  logro reparar DNA anómalo humano empleando solo factores purificados. Hoy se sabe que  los defectos en estas vías causan ciertas formas de cáncer al colon. Y, a: III) Aziz Sancar un genio de la química-bioquímica,  por descubrir los  mecanismos enzimáticos de reparación del DNA en bacterias y  células eucariotas y, explicar los mecanismos moleculares de la  fotoreactivacion, reparadora de DNA anómalo.  Aunque en  1963, Richard Setlow había demostrado que la generación de  dímeros de timina inducidos por radiación UV, inhibían la síntesis de DNA, recién en  1978,  Sancar  logro clonar  el gene de la  E. coli fotoliasa, amplificándolo  in vivo.   Empleando 3  proteínas purificadas: UvrA, UvrB y UvrC para reconstituir los pasos esenciales  de las vías del  NER (nucleotide excision repair),   actuando específicamente sobre el DNA dañado, demostró que estas  hidrolizan 2 uniones fosfodiester de la cadena del  DNA afectado. Tras ser cortado  el oligomero, este es finalmente  eliminado por la  UvrD helicasa. Tras identificar en  1982,  2  cromoforos en  la bacteria  E. coli,  Sancar demostro  que una fotoliasa podía convertir la energía de un fotón absorbido en energía química generando radicales libres localizados,  eliminando los dímeros anómalos de  timina, permitiendo la reparación del DNA dañado. Aunque  la fotoreactivacion no ha sido conservada en mamíferos, existen mecanismos homólogos activados por la  UvrD helicasa.