Prácticamente cualquiera ha oído hablar alguna vez de Watson y Crick, los descubridores de la estructura del ADN (con permiso de Rosalind Franklin). Pero poca gente conoce el papel de un asturiano de nacimiento en el desciframiento del código genético y la molécula de ARN. Hoy os vamos a contar todo lo que descubrió Severo Ochoa, científico español nacionalizado estadounidense y ganador del Premio Nobel de Fisiología y Medicina de 1959 compartido con su discípulo Arthur Kornberg.

Severo Ochoa de Albornoz nació en Luarca, Asturias, en 1905, y falleció en Madrid en 1993.

La lectura de las publicaciones del Santiago Ramón y Cajal, del cual os hablamos hace no demasiado en un post, le provocó una profunda admiración hacia el, por entonces, único científico español galardonado con el Premio Nobel, y le impulsaron a estudiar la carrera de medicina en la Universidad Complutense de Madrid. Desde 1927 vivió en la Residencia de Estudiantes, en la que se relacionó con gente de alto nivel intelectual y creativo como Federico García Lorca, Luis Buñuel o Salvador Dalí.

Severo Ochoa en la Residencia de Estudiantes (Foto del artículo “Severo Ochoa, en el XXV aniversario de su muerte”, por Antonio Campos-Muñoz)

Antes de acabar la carrera ya empezó a interesarse más por la biología que por la práctica clínica. Su profesor de fisiología, el catedrático Juan Negrín, que posteriormente sería presidente de la República, supo detectar su talento y le propuso que le ayudara como instructor de prácticas, para así irse formando en el trabajo de laboratorio. Con 22 años colaboró en la elaboración del libro “Elementos de bioquímica”, del profesor José Domingo Hernández Guerra. En 1928 acabó la carrera de medicina, pero nunca llegó a ejercer como médico.

El científico itinerante

De Severo Ochoa se ha dicho a veces que era un científico “itinerante”. Como vamos a ver a continuación, esto se debe a que durante su primera década dedicada a la investigación no paró de cambiar de centros y países.

Cuando todavía era un estudiante en 1927 contacto con Noël Paton de la Universidad de Glasgow, en Escocia, para realizar allí una estancia durante el verano. Esto, que ahora con los programas Erasmus o Leonardo nos parece muy normal, pero en esa época era poco frecuente. Fue una estancia muy fructífera, en la que realizó estudios sobre la creatinina. Al volver a Madrid en 1928 publicó su primer artículo de investigación.

 

Imagen de la primera página del primer artículo de Ochoa

En 1929, pocos meses después de licenciarse logró ser aceptado en el prestigioso Instituto de Biología de la Sociedad Kaiser Wilhelm en Berlín, Alemania. Como nota llamativa, podemos reseñar que, aunque le fue concedida una beca con asignación económica, Ochoa renunció a ella por “poder contar con medios de sustento propios” y que, de esa manera, esa beca fuera para otro compañero que lo necesitara más. En esta época Ochoa ya hablaba bastante bien inglés y francés, pero poco alemán, aunque solo tardó unos meses en tener un buen manejo del idioma. En Alemania Ochoa trató a científicos punteros como Otto Fritz Meyerhof, premio Nobel en 1922,  y Otto Heinrich Warburg, premio Nobel en 1931. A finales de 1929 Meyerhof, con el que trabajaba Ochoa, se trasladó a Heidelberg y con él se fue el español.

En 1931 volvió a Madrid al laboratorio del profesor Negrín. En 1932 realizó una estancia de dos años en Londres, en el National Institute for Medical Research, donde trabajó primero con H. W. Dudley en enzimología y posteriormente con Henry Dale, que pocos años después, en 1936, recibió también el premio Nobel de Medicina.

De vuelta en España, fue nombrado profesor ayudante de Fisiología de la Facultad de Medicina de Madrid, cargo que ocupó hasta 1935.

En 1935 el profesor Carlos Jiménez Díaz concibió la idea de crear un Instituto de Investigaciones Médicas en Madrid y le ofreció a Severo Ochoa la dirección del Departamento de Fisiología del Instituto, puesto que Ochoa aceptó sin dudar. Sin embargo, el estallido de la Guerra Civil Española en 1936 forzó a Severo Ochoa a buscar nuevos sitios donde pudiera desarrollar de manera adecuada su labor investigadora. Así, ese mismo año se instaló en Alemania, en el Laboratorio de Meyerhof en Heidelberg, donde continuó con sus estudios de enzimología, fundamentalmente en lo relacionado con la glucolisis y las fermentaciones. Pero el sitio escogido tampoco era el más apropiado para investigar con cierta tranquilidad, ya que el partido nazi ya había llegado al poder y Otto Meyerhof era de origen judío.

Tras solo un año en Alemania, Severo Ochoa y su mujer Carmen tuvieron que hacer de nuevo las maletas, en esta ocasión con destino al Laboratorio de Biología Marina en Plymouth, en el Reino Unido. En este laboratorio, curiosamente, su mujer, que no tenía formación en ciencias, le echó una mano en sus estudios, hasta el punto de que llegaron a publicar un artículo conjunto en la revista Nature. De allí pasó, en 1938, a la Universidad de Oxford. Allí permaneció, en el laboratorio de Rudolph Peters hasta 1940, momento en el que la Segunda Guerra Mundial hace que tampoco sea un lugar muy propicio para investigar con tranquilidad.

Severo Ochoa en Estados Unidos

En 1940 llegó a Estados Unidos, donde encontrará por fin la estabilidad y donde desarrollará la mayor parte de su carrera investigadora. Comenzó trabajando en el Departamento de Farmacología de la Escuela de Medicina de la Universidad de Washington, en Saint Louis, acogido por el matrimonio Cori, Carl y Gerty, ambos galardonados también con el Premio Nobel en 1947.

La etapa más productiva de la carrera investigadora de Severo Ochoa tuvo lugar durante su vida en la Universidad de Nueva York, donde llegó en 1942 como investigador asociado en la Facultad de Medicina. En 1945 ya era profesor asistente de bioquímica, y desde 1946 hasta 1954 fue profesor y director del Departamento de Farmacología de dicha facultad. Ese año pasó a ser profesor de Bioquímica y jefe del Departamento de Bioquímica hasta su jubilación. En 1956 les fue concedida a él y a su mujer la ciudadanía americana. Según sus propias palabras él siempre se consideró «un exiliado científico, no político». En 1974, un año antes de jubilarse en la Universidad de Nueva York, se trasladó como investigador distinguido al Instituto Roche de Biología Molecular en Nueva Jersey.

Vuelta a España

En 1971 fue nombrado director del Laboratorio de Biología Molecular de la Universidad Autónoma de Madrid. En 1975 se creó el Centro de Biología Molecular Severo Ochoa. Este centro mixto del CSIC y la Universidad Autónoma fue una iniciativa del propio Severo Ochoa que deseaba crear en España un centro de investigación en biología molecular de prestigio internacional. El primer director de este centro fue Federico Mayor Zaragoza y posteriormente Eladio Viñuela, marido de Margarita Salas. Severo Ochoa fue Director Honorario del centro desde el año de su creación hasta su fallecimiento en 1993. En 1985 se trasladó definitivamente a España. En 1987 ingresó en la Real Academia Nacional de Medicina de España, y fue nombrado presidente de la Fundación Jiménez Díaz. Con más de 80 años Ochoa continuaba yendo casi a diario por el centro. Le gustaba hablar de ciencia con algunos de sus colaboradores más cercanos, como el matrimonio formado por Margarita Salas y Eladio Viñuela o con César de Haro y también con los jóvenes investigadores que iban incorporándose al laboratorio, como Carlos López Otín. Publicó su último trabajo científico en 1986, con ochenta y un años y coincidiendo con la muerte de Carmen, su mujer.

Principales aportaciones de Severo Ochoa

Severo Ochoa trabajó mucho en el campo de la enzimología (las enzimas son proteínas que ayudan a que las reacciones químicas tengan lugar de una manera mucho más eficaz. En muchos casos, sin la presencia de la enzima correspondiente, no se puede llevar a cabo la reacción química). Estudió sobre todo las enzimas relacionadas con el metabolismo, donde participó en el descubrimiento de dos enzimas, la citrato-sintetasa y la piruvato-deshidrogenasa. Estas dos enzimas participan en el ciclo de Krebs, que, en justicia, podría denominarse ciclo de Krebs-Ochoa. El ciclo de Krebs es un ciclo de reacciones químicas que, en las células que utilizan oxígeno en su proceso de respiración celular, facilita la degradación y desasimilación de los carbohidratos, las grasas y las proteínas en anhídrido carbónico, agua y energía química en forma de ATP, acrónimo del trifosfato de adenosina. Las sucesivas reacciones químicas que forman el ciclo proporcionan también productos intermediarios para las reacciones de biosíntesis

Por otra parte, En 1955, Ochoa y Marianne Grunberg-Manago descubrieron la polinucleótido fosforilasa, que luego es conocida como ARN-polimerasa. Los investigadores lograron aislar esta enzima de la bacteria Azotobacter vinelandii y sintetizar con ella ARN in vitro, añadiendo para ellos los cuatro componentes fundamentales que forman el ARN (los nucleótidos). Este hallazgo le supuso la obtención del Premio Nobel de Medicina de 1959 junto con su discípulo Arthur Kornberg, que había demostrado que la síntesis de ADN también requiere otra polimerasa. Grunberg-Manago no fue partícipe de este reconocimiento. Este descubrimiento ayudó a comprender cómo se copiaba la información genética del ADN al ARN, puso las bases para conocer el lenguaje de la vida, para descifrar el código genético. Hasta que no se descifró el código genético, no se conocía bien el mecanismo por el que la información que portaba el ADN podía ser traducida por la célula al lenguaje basado en aminoácidos de las proteínas, que son las responsable de ejecutar las instrucciones contenidas en las instrucciones genéticas.

Por cierto, en el descubrimiento de esta enzima también participó en cierta medida el azar. Ochoa estaba investigando el mecanismo de la fosforilación oxidativa y le encargó a Grunberg-Manago que tratara de identificar un intermediario fosforilado, usando para ello fosfato radioactivo y ATP, en extractos de A. vinelandii. Marianne no encontró el intermediario, sino que vio que se daba una reacción dependiente de ADP en la que se liberaba fosfato y se producía un polímero de alto peso molecular. Este polímero tenía las propiedades del ARN. Es decir, lo que se había hecho era sintetizar por primera vez un polinucleótido en el tubo de ensayo.

Tras la concesión del Premio Nobel, el trabajo de Severo Ochoa se centró los mecanismos de replicación de los virus que tienen ARN como material genético (algo muy de actualidad…) y describió las etapas fundamentales de este proceso.

El Premio Nobel

El 15 de octubre de 1959 el Instituto Karolinska les concedió a Severo Ochoa y Arthur Kornberg el Premio Nobel de Medicina por sus por sus descubrimientos sobre el mecanismo de la síntesis biológica del ácido ribonucleico (ARN) y del ácido desoxirribonucleico (ADN), como hemos comentado más arriba. Ochoa ya llevaba tiempo en las quinielas para el Nobel.

Severo Ochoa con su equipo, celebrando la concesión del Premio Nobel (New York University)

Su nombre ya sonaba desde al menos seis años antes, pero fue el descubrimiento de la enzima polinucleótido fosforilasa anunciado en un congreso celebrado en Baltimore en 1956 lo que le dio el empujón definitivo.

Cuentan que cuando le informaron de la concesión del premio, corrió hacia el coche para contárselo en persona a su mujer Carmen. La emoción le hizo conducir con exceso de velocidad y fue detenido por un agente de tráfico. Severo Ochoa le explicó al agente la razón por la que iba conduciendo por encima de los límites de velocidad y el agente, comprensivo, le creyó y le perdonó la multa correspondiente.

Severo Ochoa es uno de los grandes nombres de los inicios de la biología molecular. Es uno de los científicos que con sus investigaciones nos llevó a conocer mejor cómo funciona la vida, explicada a través del conocimiento de las macromoléculas.

Si a alguien le interesa profundizar más en la vida de Ochoa, aquí os dejamos, en inglés, su autobiografía, escrita a modo de artículo para la revista Annual Review of Biochemistry: The pursuit of a Hobby.