Frances Arnold, pionera en métodos de evolución dirigida

Os presentamos a uno de los nombres claves de la ciencia en este último siglo. Frances Arnold es una eminencia de la ciencia de la que te contamos su vida, logros y reconocimiento para que conozcas un poco más a esta pionera.

Frances Hamilton Arnold es una mujer científica, ingeniera y premio Nobel estadounidense. Es la quinta mujer en ganar el Premio Nobel de Química después de Marie Curie, Irène Joliot-Curie, Dorothy Crowfoot Hodgkin y Ada Yonath. Fue pionera en métodos de evolución dirigida para crear sistemas biológicos útiles, incluidas enzimas, vías metabólicas, circuitos reguladores genéticos y organismos.

Arnold es profesora Linus Pauling de Ingeniería Química, Bioingeniería y Bioquímica en el Instituto de Tecnología de California. Ahí estudia la evolución y sus aplicaciones en ciencia, medicina, productos químicos y energía. Obtuvo su B.S. en Ingeniería Mecánica y Aeroespacial de la Universidad de Princeton en 1979 y su Ph.D. en Ingeniería Química de la Universidad de California, Berkeley. Allí, realizó su trabajo postdoctoral en química biofísica antes de trasladarse a Caltech en 1986.

Vida personal y estudios

Arnold es hija del científico y físico nuclear William Howard Arnold y creció en Edgewood, Pennsylvania, un pequeño suburbio de Pittsburgh. Como estudiante de secundaria fue hasta Washington, D.C. para protestar contra la guerra de Vietnam, donde también vivió sola trabajando como mesera de cócteles en un club de jazz local y como taxista.

frances arnold, científica estadounidense

Estudió ingeniería mecánica y aeroespacial en la Universidad de Princeton, se graduó en 1979 y luego obtuvo un doctorado en ingeniería química de la Universidad de California, Berkeley en 1985. Después de graduarse, realizó una investigación posdoctoral en UC Berkeley y Caltech.

Frances Arnold vive en La Canada Flintridge, California. Estaba casada con James E. Bailey y tuvieron un hijo, James. Más tarde se volvió a casar con Andrew E. Lange y tuvieron dos hijos, William y Joseph. Le diagnosticaron cáncer de mama en 2005 y finalmente se curó.

El reconocimiento de Frances Arnold

Su trabajo ha sido reconocido por muchos premios, incluido el Premio Draper 2011 y la Medalla Nacional de Tecnología e Innovación 2013. Fue elegida miembro de la Academia Estadounidense de Artes y Ciencias en 2011. Frances Arnold tiene el honor de ser elegida miembro de las tres Academias Nacionales de los Estados Unidos: la Academia Nacional de Ciencias, la Academia Nacional de Ingeniería y el Instituto de Medicina. Arnold también es miembro de la Asociación Estadounidense para el Avance de la Ciencia, la Academia Estadounidense de Artes y Ciencias, la Academia Estadounidense de Microbiología, el Instituto Estadounidense de Ingeniería Médica y Biológica y miembro internacional de la Real Academia de Ingeniería del Reino Unido.

Arnold, miembro del Consejo Asesor del Instituto Conjunto de Bioenergía financiado por el DOE y de las Becas Packard en Ciencia e Ingeniería, también forma parte del Consejo Asesor del Presidente de la Universidad de Ciencia y Tecnología King Abdullah (KAUST). Actualmente es jueza del Premio Queen Elizabeth de Ingeniería.

En 2016 se convirtió en la primera mujer científica en ganar el Millennium Technology Prize, que ganó por ser pionera en la evolución dirigida. En 2017, Arnold recibió el Premio Raymond y Beverly Sackler en Investigación de Convergencia de la Academia Nacional de Ciencias, que reconoce las contribuciones extraordinarias a la investigación de la convergencia. Recibió el Premio Nobel de Química por su trabajo en evolución dirigida en 2018.

Evolución dirigida para diseñar enzimas 

Frances Arnold fue una científica pionera en el uso de la evolución dirigida para diseñar enzimas (moléculas que catalizan o aceleran las reacciones químicas) que realizan funciones novedosas y/o funcionan de manera más eficaz o eficiente que las enzimas naturales.

En la naturaleza, la evolución por selección natural puede conducir a proteínas (incluidas las enzimas) adecuadas para llevar a cabo tareas biológicas. Sin embargo esta solo puede actuar sobre las variaciones de secuencia existentes (mutaciones) y, por lo general, se produce durante largos períodos de tiempo. Arnold aceleró el proceso al introducir mutaciones en las secuencias subyacentes de proteínas; y después probó los efectos de estas mutaciones.

Si una mutación mejora la función de las proteínas, puede seguir iterando el proceso para optimizarlo aún más. Esta estrategia tiene amplias implicaciones porque se puede utilizar para diseñar proteínas para una amplia variedad de aplicaciones. Por ejemplo, la ha utilizado con el fin de producir combustibles renovables y compuestos farmacéuticos con menor daño al medio ambiente.