Si el canvi és el motor de l'adaptació, Michael Rossmann és un ésser molt adaptat. Va néixer a Frankfurt (Alemanya) fa 80 anys, va estudiar matemàtiques i física a Glasgow (Escòcia), va fundar les bases d'una biologia molecular estructural a Cambridge (Anglaterra) i porta 30 anys dirigint una càtedra de ciències biològiques a la Universitat Purdue de West Lafayette, a Indiana (Estats Units). Quan es compleixen 50 anys de la primera anàlisi radiografiada de l'estructura tridimensional de les proteïnes, que va tenir com a pioner aquest mateix investigador, Rossman visitat Barcelona per conferenciar a l'Institut de Recerca Biomèdica (IRB Barcelona), a propòsit de les estructures més elementals de la vida.
Jordi Montaner | 16 de febrer de 2010
Cristal·lografia sona a ciència fràgil...
És una ciència encara molt jove, però especialment activa i molt robusta. Els mètodes cristal·logràfics analitzen els patrons de difracció que sorgeixen d'una matèria en irradiar amb raigs X. Aquests patrons de difracció ens permeten advertir que els àtoms s'estructuren en xarxes basades en la repetició tridimensional dels seus components. Així mateix, la cristal·lografia assistida per raigs X ens permet avui dia obtenir informació estructural molt valuosa sobre proteïnes i altres macromolècules orgàniques.
Vostè anava per matemàtic. Què va passar?
Quan vaig acabar el graduat escolar a Glasgow, se'm donaven bé la física i les matemàtiques, així que vaig decidir formar-me en ambdós camps. No obstant això, em vaig negar a fer el servei militar (obligatori en aquella època) i vaig tenir moltes dificultats per passar a universitats llavors punteres, com la de Manchester o al King's College de Londres. Vaig haver d'acontentar-me amb seguir estudiant física i matemàtiques a la Universitat Politècnica de Glasgow. Allà coneixia una cristal·lògrafa, Kathleen Lonsdale, amb formació eminentment química, que necessitava resoldre diverses equacions matemàtiques (aleshores no existien els ordinadors) que em vaig oferir a desxifrar. Després vaig conèixer un altre cristal·lògraf, J. Monteath Robertson, de la Universitat de Glasgow.
I d'aquí a l'afecte per aquesta disciplina.
El canvi més excitant va venir a partir d'un congrés de cristal·lografia a Montreal, on vaig coincidir amb William Lipscomb i Max Perutz. El segon em va convidar a integrar a l'equip de cristal·lografia de la Universitat de Cambridge, un equip del qual formaven part diversos permís Nobel, com Sir Francis Crick, codescobridor de l'estructura helicoïdal de l'ADN. Era un ambient òptim per investigar; em vaig sentir molt motivat i em vaig posar a treballar immediatament en la identificació de l'estructura tridimensional de les proteïnes. D'aquesta manera, sense allunyar-me mai de les matemàtiques i de la física, em vaig anar acostant de forma gradual a les ciències de la vida.
Què és el plec de Rossmann?
Després de descobrir l'estructura cristal·logràfica de les proteïnes, tant des del grup de Cambridge com des d'altres d'universitats alemanyes i nord-americanes, vam començar a estudiar enzims. Jo em vaig centrar en la lactat-deshidrogenasa, una molècula d'importància capital en les funcions metabòliques. Vaig descobrir que, en atenció a la seva configuració molecular, no hi havia només una lactat-deshidrogenasa, sinó diverses; a més, vaig observar que totes tenien un patró de nucleòtids comú. La clau és que aquest patró es repeteix en gairebé totes les estructures orgàniques estudiades i, en conseqüència, es pot definir com el patró estructural més primitiu i el més repetit en l'evolució dels éssers vius. Aquesta estructura repetida va acabar per portar el meu nom. La proposició va ser, en un principi molt controvertida, però els anys han acabat donant-me la raó.
Estructura i funció són interdependents en la naturalesa. Quina és l'ou i quina la gallina?
Aquest és un dels debats més apassionants en la biologia bàsica. El meu punt de vista és que tot parteix d'unes macromolècules que es reconfiguren de diferent manera, sensibles a una sèrie d'influències ambientals. D’aquesta manera, es disposa d’una primera funció, que és purament productiva. A partir d'aquí, la selecció natural altera els productes que no s'adapten bé al medi i prima els que s'adapten bé, de manera que hi ha diferents estructures que triomfen en pro de noves funcions que, al seu torn, no paren de reproduir-se i experimentar.
Les joies de la seva corona actual són els virus. A ells els dispensa encara la major part del seu limitat esforç com a investigador emèrit. Mereixen aquests microbis una dedicació tan gran? Quin és el seu origen evolutiu?
Els virus són estructures (no éssers vius) molt interessants. El meu interès, com suposarà, va sorgir d'una determinació de la seva estructura en tres dimensions. Aquesta estructura està íntimament relacionada amb la funció de parasitar una cèl·lula hoste i interaccionar-hi tot neutralitzant anticossos i disseminant una infecció.
I el seu origen?
No hi ha una teoria precisa sobre la seva gènesi, però crec que mai no haurien pogut existir si no hi hagués hagut abans una estructura cel·lular viva que els emparés. Per exemple, podria tractar-se de macroestructures nàufragues d'una cèl·lula destruïda que decideixen campar-se-les i recalen en altres cèl·lules alienes tot sortejant les seves defenses i on plantegen una nova funció... El temps dirà.
A la seva conferència també hi ha donat a conèixer coses importants sobre els virus.
M'he centrat en l'estructura i funció del virus del dengue i altres patògens humans homòlegs, com el virus de la febre groga o el West Nile. Són els anomenats 'virus emergents’, la naturalesa dels quals capitalitza avui la major part de l'interès de la biomedicina.
Hem après que l'estructura revela aspectes importants d'aquests patògens. Són virus que presenten encara una estructura immadura a l'interior de la cèl·lula, que adquireixen la seva maduresa i capacitat infecciosa en el medi extracel·lular i, per mitjà d'una endocitosi, adquireixen per fi la seva estructura definitiva. Aquests virus han estat estudiats mitjançant crioiconografía i microscòpia electrònica, i els seus components proteics han estat tridimensionats a través de raigs X. Sembla ser que, en la seva transició d'immadurs a madurs, els virus esmentats requereixen una reconfiguració estructural rotacional de fins a 180 graus. Aquests canvis poden ser detectats amb anticossos neutralitzadors.
TOT PER ALS VIRUS Tota la curiositat que manté Michael Rossmann encara en actiu se centra actualment en els virus. Al seu Departament de Purdue, l'equip hi investiga la deglucosilación dels alfa-virus per tal de caracteritzar-ne millor la cristal·lografia proteica, i també la fusió d'aquests amb liposomes.
Mitjançant reconstrucció per ordinador, l'equip de Rossmann investiga també partícules madures i immadures de flavivirus, virus de la família Flaviviridae que inclou l'agent de l'encefalitis japonesa i la de Saint Louis i de l'encefalomielitis ovina. En particular, estudien canvis conformacionals de la glucoproteïna E, anticossos i complexos hidrofòbics. Més: microvirus bacteriòfags, Parvovirus humans i canins, coxsackievirus, virus de la poliomielitis i mimivirus. Aquests últims recorden a Rossman l’Atles Farnese del Museu Arqueològic Nacional de Nàpols, que representa Atles tot sostenint un immens globus terraqüi a l’esquena. Atles representa la Humanitat, que du a sobre el virus més complex avui conegut, el genoma del qual està molt relacionat amb el dels bacteris.
