Muchos de los mayores avances científicos de la humanidad nacen de la más pura curiosidad por lo desconocido. La investigación básica, antes considerada «inútil», ha transformado profundamente el mundo.

Desde bacterias termófilas en aguas termales hasta las secuencias genéticas de arqueas, desde el blanqueamiento de los pétalos de las flores hasta los isótopos de plomo en meteoritos… siete proyectos de investigación básica, décadas después, dieron lugar a logros como la reacción en cadena de la polimerasa (PCR), la edición genética, la interferencia de ARN, la resonancia magnética (RM), las pantallas de cristal líquido, nuevos fármacos para adelgazar y la prohibición mundial de la gasolina con plomo. Estos avances demuestran que lo que realmente impulsa el progreso humano es la exploración y la perseverancia ante lo desconocido para la ciencia.

Enzimas bacterianas termófilas hacen posible la replicación de la vida.

En el verano de 1966, Hudson Fritz, estudiante de posgrado de la Universidad de Indiana, cultivó una bacteria capaz de sobrevivir a altas temperaturas mientras tomaba muestras de manantiales de hongos casi hirviendo en el Parque Nacional de Yellowstone. La bacteria permaneció activa incluso a temperaturas superiores a 70°C. Tres años después, él y su asesor describieron formalmente y nombraron esta bacteria termófila: *Thermophila aquatica*. En 1976, los científicos aislaron de esta bacteria una enzima que podía funcionar de forma estable a 80°C: la ADN polimerasa Taq.

En 1983, el bioquímico estadounidense Kari Mullis inventó la tecnología PCR utilizando este tipo de enzima termoestable, lo que permitió a los científicos amplificar cantidades mínimas de ADN en millones de copias en poco tiempo. Esta tecnología ha hecho posible las pruebas de ADN, el diagnóstico de enfermedades y la identificación forense. Desde la detección del nuevo coronavirus hasta el análisis forense de ADN, la comprensión que tiene la humanidad del código de la vida se remonta a aquella muestra de agua tomada de una fuente termal.

Los experimentos de resonancia de espín abren un nuevo capítulo en la imagen médica.

La resonancia magnética (RM) es ahora una de las herramientas de imagen más importantes en los hospitales, capaz de generar imágenes no invasivas de alta resolución del interior del cuerpo humano. Sin embargo, su fundamento radica en la investigación básica realizada por físicos sobre las propiedades de espín de los núcleos atómicos.

En la década de 1930, el físico estadounidense Isidor Rabi y otros descubrieron que los núcleos atómicos presentan diferencias en sus niveles de energía en un campo magnético debido a sus diferentes direcciones de espín, y pueden absorber ondas electromagnéticas de frecuencias específicas; este es el fenómeno de la resonancia magnética nuclear (RMN). Inicialmente, esta investigación solo se utilizaba en laboratorios químicos para analizar estructuras moleculares. En la década de 1970, el químico estadounidense Paul Lauterbur y el físico británico Peter Mansfield extendieron los principios de la RMN a la obtención de imágenes de tejidos in vivo, dando origen a la tecnología de la RM. Fueron galardonados con el Premio Nobel de Fisiología o Medicina de 2003 por este trabajo.

Hoy en día, la RM no solo revela cambios mínimos en el corazón y los tumores, sino que también ha evolucionado hacia la resonancia magnética funcional (RMf), que permite monitorizar la actividad cerebral y abre nuevas vías para la neurociencia. Esta exploración, basada en la física fundamental, ha transformado radicalmente la forma en que se realiza el diagnóstico médico moderno.

El descubrimiento de los cristales líquidos comenzó con una zanahoria.

En 1888, el botánico austriaco Friedrich Reinitzer extrajo un compuesto llamado «éster de colesterol» de las raíces de la zanahoria. Un tipo, el «benzoato de colesterol», exhibía un fenómeno peculiar. Mientras que los cristales comunes pierden tanto su solidez como su color al calentarse, este cristal perdió su estado sólido a 145°C, pero solo su color azul a 178°C. Reinitzer envió la muestra al físico alemán Otto Rehmann.

Rehmann descubrió, mediante un microscopio, que esta sustancia podía fluir y poseía las propiedades ópticas de los cristales, lo que representaba un estado completamente nuevo entre líquido y sólido. Realizó una investigación sistemática y la denominó cristal líquido. Inicialmente, este descubrimiento se consideró inútil. No fue hasta la década de 1950, cuando ingenieros estadounidenses reexaminaron las propiedades ópticas de los cristales líquidos y crearon la primera pantalla de cristal líquido en 1968, que la tecnología de cristal líquido revolucionó el mundo. Hoy en día, las pantallas de cristal líquido son prácticamente omnipresentes, desde televisores y ordenadores portátiles hasta teléfonos móviles y tabletas.

Mecanismos de defensa microbiana dan lugar a herramientas de edición genética.

CRISPR (Repeticiones Palindrómicas Cortas Agrupadas y Regularmente Interespaciadas) es una herramienta capaz de editar el genoma con precisión, abriendo nuevas vías para el tratamiento de enfermedades.

Su descubrimiento se remonta a 1989. En aquel entonces, el microbiólogo español Francisco Mojica, mientras estudiaba la bacteria *Haloxylon ammodendron*, descubrió una serie de secuencias cortas que se repetían regularmente en el genoma, intercaladas con fragmentos de ADN de bacteriófago. Mojica planteó la hipótesis de que se trataba de un mecanismo inmunitario microbiano: las bacterias podían conservar la información genética de los virus para poder reconocer y destruir a los invasores en caso de reinfección.

Posteriormente, los científicos confirmaron que estas secuencias y las proteínas relacionadas constituyen el sistema CRISPR, que puede defenderse cortando el ADN. En 2012, la microbióloga francesa Emmanuelle Charpentier y la bioquímica estadounidense Jennifer Doudna lo modificaron para crear unas «tijeras genéticas» programables capaces de editar el ADN con precisión. Así nació la tecnología CRISPR, abriendo un nuevo capítulo en campos como el tratamiento de enfermedades y la mejora genética.

El veneno del demonio de Gila inspira un nuevo fármaco para adelgazar.

Los fármacos para adelgazar y para la diabetes, tan populares a nivel mundial, como la esmeglutida, tienen una inesperada inspiración biológica. La clave se encuentra en el demonio de Gila, el único lagarto venenoso autóctono de Estados Unidos.

En 1992, los científicos aislaron de su veneno una molécula llamada «péptido exógeno-4», que es notablemente similar a la hormona intestinal humana péptido similar al glucagón-1 (GLP-1). El GLP-1 estimula la secreción de insulina y suprime el apetito, pero tiene una vida útil muy corta en el organismo. El péptido exógeno-4, en cambio, puede activar los receptores de GLP-1 durante un tiempo prolongado y ejercer un efecto estable.

En 2008, el científico médico canadiense Daniel Drucker dirigió un ensayo clínico de fase III basado en esta molécula, que dio como resultado un fármaco llamado «exenatida». Los resultados mostraron que no solo mejoraba el control de la glucemia en pacientes diabéticos, sino que también reducía significativamente el peso. Este descubrimiento impulsó el desarrollo de una serie de fármacos agonistas del receptor GLP-1, desatando una fiebre mundial por la pérdida de peso.

Mutación del color de las flores revela mecanismo de silenciamiento génico.

En marzo de 2024, la Administración de Alimentos y Medicamentos de Estados Unidos (FDA) aprobó un nuevo fármaco llamado «Fituzilan» para el tratamiento de la hemofilia. Pertenece a una nueva familia de fármacos que utilizan el mecanismo de interferencia de ARN (ARNi). El desarrollo de los fármacos de ARNi tomó 30 años, comenzando con un experimento fortuito con plantas.

En 1990, el científico estadounidense Richard Jørgensen quiso intensificar el color púrpura de las petunias, por lo que añadió una copia del mismo gen pigmentario. El resultado fue que los pétalos no solo no se intensificaron en color, sino que se volvieron blancos. Esta anomalía desconcertó a los científicos durante muchos años.

En 1998, los científicos biomédicos estadounidenses Andrew Fal y Craig Mello revelaron el mecanismo molecular: el ARN bicatenario desencadena una serie de reacciones que degradan el ARN mensajero (ARNm), impidiendo así la síntesis de proteínas; esto se conoce como interferencia de ARN (ARNi). Ambos recibieron el Premio Nobel de Fisiología o Medicina en 2006 por este trabajo. Desde entonces, ha surgido una clase completamente nueva de fármacos silenciadores de genes.

Determinar la edad de la Tierra purifica el aire inesperadamente.

En la década de 1950, el geoquímico Claire Paterson intentó determinar la edad de la Tierra. Utilizó la desintegración radiactiva del uranio y el torio para calcular la proporción de isótopos de plomo en los meteoritos, pero la contaminación atmosférica por plomo interfirió repetidamente en sus resultados. Para eliminar errores, construyó el primer laboratorio de sala blanca del mundo en Caltech.

Finalmente, Paterson determinó con precisión la composición de los meteoritos, estimando que la Tierra tiene aproximadamente 4.550 millones de años. Sin embargo, esta investigación también le hizo comprender que el contenido de plomo en el aire actual es mucho mayor que los niveles naturales, principalmente debido a la gasolina con plomo. En 1963, fue coautor de un artículo con el geoquímico Mitsunobu Tatsumoto, en el que señalaban que incluso los océanos más remotos estaban contaminados con plomo, mientras que las muestras oceánicas primitivas presentaban un contenido de plomo mucho menor. Este descubrimiento desató un fuerte conflicto con la industria del plomo, pero finalmente condujo a la implementación de una prohibición mundial de la gasolina con plomo.