Los desarrolladores de AlphaFold ganan un premio innovador de 3 millones de dólares en ciencias biológicas

Los investigadores detrás del sistema de inteligencia artificial (IA) AlphaFold ganaron uno de los premios Breakthrough de 3 millones de dólares estadounidenses de este año, los premios más lucrativos en ciencia. Demis Hassabis y John Jumper, ambos de DeepMind en Londres, fueron reconocidos por crear la herramienta que ha predicho las estructuras 3D de casi todas las proteínas conocidas del planeta.

“Pocos descubrimientos alteran tan dramáticamente un campo, tan rápidamente”, dice Mohammed AlQuraishi, biólogo computacional de la Universidad de Columbia en la ciudad de Nueva York. “Realmente ha cambiado la práctica de la biología estructural, tanto computacional como experimental”.

El premio fue uno de los cinco premios Breakthrough, otorgados por logros en ciencias de la vida, física y matemáticas, anunciados el 22 de septiembre.

IA galardonada

AlphaFold nació del éxito de AlphaGo de DeepMind. Esta fue la IA que en 2016 venció a Lee Sedol, un maestro del juego de estrategia Go, en Seúl. “Ese fue el pináculo de la IA para juegos, pero nunca se supuso que fuera un fin en sí mismo”, dice Hassabis. “Quería construir IA para acelerar el descubrimiento científico”. El día después de regresar de Seúl, el equipo centró su atención en el plegamiento de proteínas.

El sistema causó revuelo en noviembre de 2020 al ganar el concurso bienal CASP (Evaluación crítica de la predicción de estructuras), superando a otros 100 programas de software. Una versión anterior de AlphaFold ganó en 2018, pero no de manera convincente, lo que obligó al equipo a volver a la mesa de dibujo. “Con el aprendizaje automático, se trata de encontrar el equilibrio adecuado entre la arquitectura, las restricciones impuestas por la ciencia subyacente conocida, y los datos”, dice Jumper.

Desde que DeepMind lanzó una versión de código abierto de AlphaFold en julio de 2021, más de medio millón de investigadores han utilizado el sistema de aprendizaje automático, generando miles de artículos. En julio de este año, DeepMind publicó 200 millones de estructuras de proteínas predichas a partir de secuencias de aminoácidos. Hasta ahora, los datos se han aprovechado para abordar problemas que van desde la resistencia a los antibióticos hasta la resiliencia de los cultivos.

“Este es un gran avance, no solo porque desarrollaron el algoritmo, sino porque lo pusieron a disposición y proporcionaron todas esas estructuras”, dice Christine Orengo, bióloga computacional del University College London. Agrega que el logro fue posible gracias a una gran cantidad de datos de secuencias de proteínas recopilados por la comunidad mundial.

Hassabis dice que estaba “atónito” al saber que había ganado un premio Breakthrough, y Jumper dice que “no podía creer que fuera en serio”. Hassabis planea donar parte de sus ganancias a programas educativos destinados a aumentar la diversidad, y también a iniciativas de apoyo a escuelas en zonas rurales de Nepal.

La ciencia del sueño y los sistemas celulares

Otro premio Breakthrough en ciencias de la vida se otorgó conjuntamente a los científicos del sueño Masashi Yanagisawa de la Universidad de Tsukuba, Japón, y Emmanuel Mignot de la Universidad de Stanford en Palo Alto, California, por descubrir de forma independiente que la narcolepsia es causada por una deficiencia del químico cerebral orexina.

Ambos investigadores son “gigantes del campo” que permitieron diagnosticar definitivamente la afección, dice Birgitte Rahbek Kornum, neurofisióloga de la Universidad de Copenhague. “La narcolepsia afecta severamente la calidad de vida, y esto permitió que los pacientes supieran exactamente lo que estaba mal, en lugar de que se les dijera ‘controlen y permanezcan despiertos’”, dice ella. Los hallazgos también han llevado al desarrollo de tratamientos farmacológicos que actualmente se encuentran en ensayos clínicos.

Yanagisawa dice que está “profundamente honrado” por el premio y planea usar el dinero para establecer una dotación para financiar la investigación. “El apoyo estable para que los jóvenes científicos realicen trabajos de exploración en Japón es problemático”, dice, señalando que su propio descubrimiento fue posible solo porque tenía la libertad de “ir a una ‘expedición de pesca’ sin garantía de éxito”.

Clifford Brangwynne, de la Universidad de Princeton, en Nueva Jersey, y Anthony Hyman, del Instituto Max Planck de Biología Celular Molecular y Genética de Dresden, Alemania, comparten un tercer premio de ciencias de la vida por descubrir un mecanismo mediante el cual los contenidos de las células pueden organizarse segregando en gotas.

Pioneros cuánticos

El Premio Breakthrough de este año en Física Fundamental se comparte entre cuatro fundadores del campo de la información cuántica: Peter Shor del Instituto Tecnológico de Massachusetts en Cambridge; David Deutsch de la Universidad de Oxford, Reino Unido; Charles Bennett de IBM en Yorktown, Nueva York; y Gilles Brassard en la Universidad de Montreal en Quebec. Su investigación sentó las bases para el desarrollo de comunicaciones y computadoras ultraseguras que algún día podrían superar a las máquinas estándar en algunas tareas.

“Me sorprendió mucho saber que me habían otorgado el premio”, dice Shor. “Hay tanto que otros han hecho”. En la década de 1990, Shor desarrolló el primer algoritmo cuántico potencialmente útil, que algún día podría permitir que las computadoras cuánticas descompongan rápidamente grandes números en sus factores primos. Esto plantea la posibilidad de descifrar los códigos de cifrado utilizados para proteger gran parte del tráfico de Internet actual, que se basan en grandes números primos. “Este resultado masivo demostró que las computadoras cuánticas eran más que una simple curiosidad académica”, dice Nikita Gourianov, físico cuántico de la Universidad de Oxford.

El Premio Breakthrough en Matemáticas es para Daniel Spielman, matemático de la Universidad de Yale en New Haven, Connecticut. Spielman fue reconocido por múltiples avances, incluido el desarrollo de códigos de corrección de errores para filtrar el ruido en transmisiones de televisión de alta definición.

Los premios Breakthrough fueron fundados en 2012 por Yuri Milner, un multimillonario ruso-israelí. Ahora están patrocinados por Milner y otros empresarios de Internet, incluido Mark Zuckerberg, director ejecutivo de Meta (anteriormente Facebook).

Este artículo se reproduce con permiso y se publicó por primera vez el 22 de septiembre de 2022.