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Entrevista a Carlos Fernández Tornero

P.- ¿Cuándo surgió su vocación científica? ¿Le influyó alguien de forma especial?

R.- No puedo decir que hubiese un momento concreto pero sí acontecimientos que me condujeron a tomar este camino. El afán por indagar en lo desconocido lo aprendí en casa, donde la lectura, el estudio y la conversación crítica eran cotidianos desde que tengo recuerdos. Mi profesor de biología en el instituto despertó mi interés por esta disciplina, aunque su modo de enseñar un tanto aséptico no terminó de cautivarme. La primera vez que suspendí un examen fue en el primer trimestre de química de COU, lo que me llevó a tomar clases particulares con un profesor de universidad que completaba así su salario. Al final de curso había adquirido tal aprecio por la materia, que decidí hacer la carrera de química. Cuando terminé el primer ciclo de carrera, la semilla del profesor de biología había germinado y me incliné por la bioquímica para el segundo ciclo. Algunos profesores que tuve esos dos años, junto con los libros de texto y artículos de investigación que leí, terminaron de convencerme para emprender la carrera científica en bioquímica.

P.- ¿Recibió de joven algún consejo al cuál siga siendo fiel? 

R.- «Pon tu alma en lo que haces e intenta disfrutar con ello». Más que un consejo verbal, esto lo comprendí a través del ejemplo diario.

P.- ¿Podría resumirnos brevemente su trayectoria profesional? ¿La repetiría en su totalidad?

R.- Realicé el doctorado en el Centro de Investigaciones Biológicas Margarita Salas (CIB) del CSIC, bajo la dirección de Guillermo Giménez-Gallego y Antonio Romero, gracias a una beca FPU complementada con una estancia en el laboratorio del Nobel de Química Robert Huber, quien estuvo en mi tribunal de tesis junto a Margarita Salas. Durante esta etapa, adquirí formación en bioquímica y cristalografía de rayos X y, al final de mi tesis, quedé fascinado por los artículos de Roger Kornberg sobre la estructura de la ARN polimerasa II, que resultarían esenciales para otorgarle el Nobel de Química en 2006. Por eso, cuando Christoph Müller me propuso unirme a su grupo en el EMBL-Grenoble para estudiar la estructura de la ARN polimerasa III, no lo pensé demasiado. Financiado por una beca EMBO Long Term primero y después por un contrato EMBL, combiné la criomicroscopía electrónica (cryo-EM), cuya formación adquirí con Bettina Böttcher y Guy Schoehn, con la cristalografía de rayos X para estudiar complejos macromoleculares implicados en la expresión génica, incluida la ARN polimerasa III. En 2007 pasé a ser Científico en Plantilla del EMBL-Heidelberg, donde conseguimos llevar la estructura de esta enzima a resolución sub-nanométrica, el límite en aquellos años previos a la llamada revolución de la resolución en la cryo-EM. En 2009 tuve la oportunidad de comenzar un grupo de investigación en el CIB, primero como Científico Titular y más tarde como Investigador Científico del CSIC. Nuestro grupo se centra en el estudio de la estructura y la función de diversas máquinas celulares implicadas en la transcripción del genoma, la reparación del ADN y la división bacteriana. A lo largo de los años, he tenido el privilegio de trabajar en compañía de otros científicos que me han enseñado gran parte de lo que sé. También he podido colaborar con diversos grupos de investigación que me han permitido afrontar problemas que de otro modo habrían sido inalcanzables.

P.- ¿Cuáles son desde su punto de vista las características que definen a un buen investigador? ¿Qué consejo daría a los que ahora inician su carrera científica?

R.- Destacaría la creatividad para plantear nuevas ideas, junto con el tesón y el rigor para llevarlas adelante. Si a esto se une la capacidad de sobreponerse a las dificultades y la facilidad para elaborar y transmitir nuevos conceptos, tendríamos una excelente combinación.
Cuando los experimentos no funcionan, conviene leer y preguntar a alguien con más experiencia: puede que el experimento inicial no esté bien planteado o que los resultados no se estén interpretando acertadamente. También aconsejo confiar en los datos experimentales, sobre todo cuando son inesperados.

P.- ¿Podría describirnos brevemente en que consiste su línea de investigación actual y cuál es su trascendencia? ¿Cómo ve el futuro de esta área científica? 

R.- Nuestro grupo tiene como objetivo desvelar la estructura de diversas máquinas celulares para generar conocimiento sobre el mecanismo funcional de las macromoléculas y ayudar al desarrollo de aplicaciones biomédicas. Empleamos la cryo-EM y la cristalografía de rayos X para obtener información a resolución atómica, que combinamos con estudios bioquímicos y biofísicos. Esta metodología integradora se aplica al estudio de procesos celulares esenciales como la transcripción del genoma, la reparación del ADN y la división bacteriana, que describo a continuación.

Las polimerasas de ARN sintetizan el ARN celular usando las regiones codificantes del ADN como molde. Estudiamos la homodimerización de estas máquinas celulares y su influencia en la expresión génica, en respuesta a condiciones adversas como la falta de nutrientes. También investigamos el papel de las polimerasas de ARN en otros procesos celulares como la detección de lesiones de ADN. Además, nos interesa caracterizar el modo en que se coordinan los factores de reparación del ADN para eliminar lesiones severas, como las producidas por la luz ultravioleta o algunos tratamientos de quimioterapia. Nuestros estudios permitirán establecer la base molecular de trastornos genéticos asociados al mal funcionamiento de dichos factores. En cuanto a la división bacteriana, la enzima FtsZ juega un papel central, por lo que su inhibición se considera una estrategia adecuada para frenar las infecciones bacterianas. Por un lado, estudiamos la estructura de FtsZ del patógeno Staphylococcus aureus en complejo con nuevos inhibidores, lo que puede servir de base para la obtención de nuevos antibióticos. También nos interesa desvelar el mecanismo catalítico de la enzima, lo que contribuirá a la búsqueda de nuevas estrategias para su inhibición.

P.- ¿Cuál es el avance científico que más le ha impresionado? ¿Cuál ha sido su mayor sorpresa en el área de investigación en que trabaja?

R.- Siento predilección por la idea fundadora del dogma central de la biología molecular. Por una parte, por su sencillez, cuando dice que la información genética fluye desde el ADN hasta el ARN y de este, eventualmente, hasta las proteínas. Por otro, por su plasticidad para adaptar los diversos resultados experimentales (transcripción inversa, ribozimas, epigenética, ayuste alternativo de ARN…) que, con el paso del tiempo, han ido matizando el enunciado original. Nada más sencillo y nada más complejo.

En cuanto al campo de la biología estructural, la reciente aplicación de los detectores directos de electrones a la cryo-EM ha supuesto un avance considerable. Esto ha permitido estudiar máquinas celulares de enorme complejidad y dinamismo a una resolución que, hasta hace una década, solo era accesible mediante la cristalografía de rayos X. Pero quizás más sorprendente ha sido el desarrollo de Alphafold2, un algoritmo de inteligencia artificial capaz de predecir la estructura tridimensional de las proteínas con precisión atómica. Es decir, conocida la secuencia de una proteína, se puede deducir su plegamiento sin necesidad de aplicar técnicas experimentales. Este singular avance permitirá que los estudios de biología estructural pongan el foco en el análisis de complejos macromoleculares, interacciones débiles o transitorias, dinámica conformacional, unión a ligandos… Además, es esperable que acelere el descubrimiento de nuevos fármacos y las aplicaciones biotecnológicas.