Frances Arnold, naturaleza e ingeniería unidas en el laboratorio

Frances Hamilton Arnold nació el 25 de julio de 1956 en Pittsburgh, Pensilvania, su madre era ama de casa y su padre físico nuclear. Era la tercera de cinco hermanos, todos chicos menos ella. Su adolescencia no fue la de una estudiante modélica. Frances era muy buena en el colegio, pero como se aburría se saltaba muchas clases. Sus padres estaban bastante frustrados con ella. Con apenas 17 años, dejó su casa, trabajó como camarera en un club de jazz, condujo taxis y hasta vivió una temporada en Italia y España, donde perfeccionó su español. De esa época siempre recuerda sus lecturas de Borges y la sensación de que el mundo estaba lleno de caminos por explorar.

Su rebeldía no fue un freno, sino un motor. Consiguió entrar en Princeton y licenciarse en Ingeniería Mecánica y Aeroespacial (1979), orientó su carrera hacia la energía solar, un campo incipiente en aquel momento. Su curiosidad la llevó pronto por un camino diferente el de la química y la biología molecular, doctorándose en Ingeniería Química en la Universidad de California, Berkeley (1985) y realizando una estancia posdoctoral en química biofísica en la Universidad de Colorado.

Desde 1986 forma parte del California Institute of Technology (Caltech), donde actualmente ostenta la cátedra Linus Pauling de Ingeniería Química, Bioingeniería y Bioquímica. Allí comenzó a gestar la idea que la llevaría al Nobel: la evolución dirigida de enzimas. Según sus propias palabras: «La naturaleza es la mejor ingeniera de todos los tiempos». En la naturaleza, la evolución por selección natural puede generar proteínas (incluidas las enzimas) adecuadas para llevar a cabo tareas biológicas. Sin embargo ésta solo puede actuar sobre las variaciones de secuencia existentes (mutaciones) y, por lo general, se produce durante largos períodos de tiempo.

La pregunta de partida de Arnold era sencilla y ambiciosa: ¿y si se pudiese aprovechar la propia lógica de la evolución para crear proteínas y enzimas con funciones específicas?Arnold propuso acelerar y dirigir ese proceso de evolución en el laboratorio. Su método consistía en introducir cambios aleatorios en el ADN que codifica una enzima, expresar esas variantes en bacterias y seleccionar aquellas que funcionaban mejor para el objetivo buscado. El ciclo se repetía hasta obtener una proteína optimizada. Gracias a esta estrategia, se han desarrollado enzimas resistentes a disolventes orgánicos, catalizadores para producir medicamentos con menos residuos tóxicos o sistemas más sostenibles para fabricar biocombustibles. Todo ello con menor coste energético y ambiental.

Es la cocreadora de más de 40 patentes estadounidenses. Fue cofundadora de Gevo, Inc., una empresa para fabricar combustibles y productos químicos a partir de recursos renovables en 2005. En 2013, ella y dos de sus antiguos alumnos, cofundaron una empresa llamada Provivi​ para investigar alternativas a los plaguicidas para la protección de cultivos. Ha estado en la junta corporativa de la compañía de genómica Illumina Inc., especializada en el desarrollo, fabricación y comercialización de sistemas integrados para el análisis de la variación genética y la función biológica, desde 2016.

En 2018, Frances Arnold recibió el Premio Nobel de Química, compartido con George P. Smith y Gregory P. Winter, por “la evolución dirigida de enzimas” y su impacto en la química verde, la industria farmacéutica y la biotecnología. Fue la quinta mujer en obtener este galardón en su categoría y la primera ingeniera en conseguirlo.

Pero su lista de distinciones es mucho más amplia. Algunos de los reconocimientos que ha conseguido son los siguientes:

• Fue la primera mujer en ganar el Millennium Technology Prize (2016)
• Medalla Nacional de Tecnología e Innovación (2013)
• Premio Sackler (2017), y decenas de reconocimientos académicos y profesionales.

La vida personal de Arnold también ha estado marcada por momentos muy duros: en 2005 fue diagnosticada con un cáncer de mama, que superó tras 18 meses de tratamiento. En los años siguientes sufrió la pérdida de sus dos esposos, uno por cáncer y otro por suicidio, y en 2016 la muerte de uno de sus hijos en un accidente.

Lejos de alejarse de la ciencia, Frances encontró en ella un refugio y una razón para seguir adelante. Como ha declarado: “No patenté mi tecnología porque no me creía con derecho a ser la dueña de la evolución”. Convencida de que la diversidad impulsa la innovación, Arnold ha sido una firme defensora de la participación de mujeres y minorías en ingeniería y ciencia: “El camino seguro hacia la extinción es no hacer uso de la diversidad”. En charlas y entrevistas, insiste en que una carrera científica no tiene por qué ser cerrada a una sóla rama de la ciencia: “La vida es larga, puedes tener muchas vidas diferentes. Aprende todo lo que puedas y combina tus conocimientos”.

Hoy, además de liderar un laboratorio puntero en Caltech, participa en consejos científicos y asesora a organismos gubernamentales sobre sostenibilidad y energías limpias. Su trabajo continúa inspirando a quienes buscan soluciones para un futuro más verde y justo.
Frances Arnold no solo ha revolucionado la bioingeniería, también ha cambiado la forma de pensar sobre el papel de la ciencia en la sociedad: la naturaleza no es un obstáculo que superar, sino una aliada con la que colaborar. Su historia nos recuerda que la creatividad científica, la resiliencia personal y la voluntad de compartir el conocimiento pueden transformar tanto el laboratorio como el mundo.

Ana Mª Gutiérrez Vílchez

Referencias:

1. Wikipedia-Frances Arnold.
2. Fundación Aquae-Frances Arnold.
3. The Nobel Prize. Frances Arnold.
4. Martins, A. BBC News Mundo.
5. Imagen cabecera: commons. wikipedia by Christopher Michel – Own work, CC BY-SA 4.0.