"Aprender cómo reacciona, un sistema molecular tiene muchas aplicaciones"

En el despacho de Abderrazzak Douhal, profesor de Química Física de la Universidad de Castilla-La Mancha, la foto de un muchacho regando cebollas -su sobrino-, unos vasos de plástico y una lata de refresco son instrumentos pedagógicos "para explicar la química del mundo real". Y en su laboratorio hay pequeños trozos de plástico transparente que cuando se iluminan con luz ultravioleta, empiezan a brillar: demuestran que controlar la reacción de las moléculas cuando se excitan -atraparlas- no es una idea descabellada. Eso, que en el fondo es la clave para crear discos ópticos que almacen...

En el despacho de Abderrazzak Douhal, profesor de Química Física de la Universidad de Castilla-La Mancha, la foto de un muchacho regando cebollas -su sobrino-, unos vasos de plástico y una lata de refresco son instrumentos pedagógicos "para explicar la química del mundo real". Y en su laboratorio hay pequeños trozos de plástico transparente que cuando se iluminan con luz ultravioleta, empiezan a brillar: demuestran que controlar la reacción de las moléculas cuando se excitan -atraparlas- no es una idea descabellada. Eso, que en el fondo es la clave para crear discos ópticos que almacenen 100.000 veces más información que un disquete actual, es una de las aspiraciones de Douhal.Este investigador español de origen marroquí de 37 años, que antes de establecerse en Toledo en 1993 estuvo en el Instituto de Química Física del CSIC y en centros de Japón, Francia y Estados Unidos, ha trabajado en áreas relacionadas con la visión humana, los láseres o la construcción de estructuras moleculares millones de veces más pequeñas que un milímetro. Uno de sus últimos trabajos, publicado en Nature, fotografiaba por primera vez, en una molécula modelo de las bases del ADN, las etapas de una mutación genética en el instante mismo de producirse, en fracciones de segundo. En todos estos campos dispares en apariencia cumple un papel clave un tipo de unión entre átomos, el puente de hidrógeno, sobre el que Douhal ha escrito recientemente un artículo en la revista Science.

Pregunta. ¿Qué son los puentes de hidrógeno?

Respuesta. Un enlace químico muy común en la naturaleza, uno de los pilares de la vida. Intervienen en la estabilidad del agua líquida, unen las dos cadenas de la molécula de ADN... A Veces, hasta el que un sistema sea sólido, líquido o gaseoso depende de sus puentes de hidrógeno.

P. ¿Por qué es importante estudiarlos?

R. Un cambio en un puente de hidrógeno altera totalmente la molécula. Por ejemplo, la rodopsina, un pigmento de la retina, tiene un puente de hidrógeno que cambia cuando le llega la luz, y así desencadena la reacción que nos permite ver. Por eso saber cómo reacciona un sistema molecular tiene muchas aplicaciones.

P. ¿Se pueden controlar los cambios en los puentes de hidrógeno de una molécula?

R. Es lo que intentamos aprender, para diseñar a nuestro gusto sistemas moleculares. Por ejemplo, para fabricar cajas moleculares para encapsular fármacos en las que el cemento son los puentes de hidrógeno. Comparados con otros enlaces, los puentes de hidrógeno son más flexibles, y al mismo tiempo estables. Podemos sacar partido de éstas y de otras propiedades.

P. ¿Cómo?

R. Por ejemplo haciendo estructuras moleculares que no se quiebren cuando son transportadas de un sitio a otro. Ése es uno de los problemas actuales con las nanoestructuras basadas en enlaces de carbono.

P. ¿Ha hecho usted alguna de estas nanoestructuras?

R. Con investigadores del CSIC acabamos de hacer una caja con una molécula compuesta a su vez por moléculas de glucosa. Según cuántas glucosas uses al construir la caja ésta será mayor o menor, algo con lo que puedes jugar para conseguir que la molécula que metes dentro tenga o no libertad para moverse. Lo importante es que es una forma de atrapar las moléculas y, por tanto, de controlar su reacción al meter energía en el sistema, o sea, cuando se exciten. Si la molécula cabe muy ajustada en la caja no podrá moverse cuando la excitemos -por ejemplo, iluminándola-; así se logra que su respuesta sea emitir un tipo de luz determinada. Si en cambio le permito girar un poco, emitirá una luz distinta. El trabajo se publicará en julio [en una de las revistas más importantes del campo, Angewanbte Chemie].

P. ¿Se ha logrado ya hacer memorias ópticas?

R. Sí, pero funcionan sólo a muy bajas temperaturas, a muchos grados centígrados bajo cero. Hay que conseguir hacerlas a temperatura ambiente y, además, que sean estables, que no se borre la información al cabo de pocos años.

P. Uno de sus últimos trabajos tiene que ver con un tipo de cáncer de piel. ¿Qué relación hay con los puentes de hidrógeno?

R. Cuando James Watson y Francis Crick describieron la estructura del ADN ya dijeron que una causa de las mutaciones genéticas es que la luz ultravioleta altera los puentes de hidrógeno de la molécula. Con Ahmed Zwail, del Instituto Tecnológico de California (EE UU), hemos estudiado un modelo molecular de las bases del ADN con una técnica que permite tomar imágenes del sistema cada pocos femtosegundos (un femtosegundo es una milbillonésima de segundo). Irradiando el sistema con luz ultravioleta y tomando imágenes hemos capturado las etapas de una mutación en el momento.