Gregorio Weber (4 de julio de 1916 – 18 de julio de 1997) fue un científico argentino que realizó importantes contribuciones en los campos de la espectroscopia de fluorescencia y la química de proteínas . [1] Weber fue elegido miembro de la Academia Nacional de Ciencias en 1975.
Gregorio Weber nació en Buenos Aires , Argentina en 1916. Asistió a la Universidad de Buenos Aires , donde recibió su título de Doctor en Medicina en 1942. Trabajó como estudiante de medicina de 1939 a 1943 en el Departamento de Fisiología y Bioquímica como asistente de cátedra de Bernardo Alberto Houssay . Houssay era reconocido como fisiólogo por su trabajo sobre el sistema endocrino y en particular la glándula pituitaria, y compartió el Premio Nobel de Fisiología y Medicina de 1947. Weber continuó sus estudios en la Universidad de Cambridge bajo la guía de Malcolm Dixon , conocido enzimólogo, y, en 1947, obtuvo un doctorado en bioquímica . Su tesis, titulada "Fluorescencia de riboflavina, diaforasa y sustancias relacionadas", marcó el comienzo de la aplicación de la espectroscopia de fluorescencia a las biomoléculas. [1]
La tesis de Weber se dedicó especialmente a las mediciones de la extinción de la fluorescencia de la riboflavina y al desarrollo de una teoría general de extinción por formación de complejos. Esto condujo a su primera publicación, [2] la primera en demostrar que la extinción de la fluorescencia puede tener lugar después de la formación de complejos moleculares de duración finita en lugar de colisiones. Su segunda publicación [3] fue la primera demostración de un complejo interno en FAD. Años más tarde, continuaría este trabajo con la primera demostración de que NADH también formaba un complejo interno y con caracterizaciones más completas de las propiedades del estado excitado de FAD y NADH.
De 1948 a 1952 Weber llevó a cabo investigaciones independientes en el Instituto de Bioquímica Sir William Dunn de Cambridge, financiado por una beca británica Beit Memorial. Comenzó a profundizar en la teoría de la polarización de la fluorescencia y también comenzó a desarrollar métodos que permitieran el estudio de proteínas que no contenían un fluoróforo intrínseco como el FAD o el NADH. [4] Para ello, invirtió mucho tiempo y esfuerzo en sintetizar una sonda fluorescente que pudiera unirse covalentemente a las proteínas y que poseyera características de absorción y emisión apropiadas para la instrumentación disponible en la Inglaterra de posguerra.
El resultado de dos años de esfuerzo fue la todavía popular sonda cloruro de dimetilaminonaftaleno sulfonilo o cloruro de dansilo. Con esta herramienta en la mano y con nueva instrumentación comenzó a investigar varios sistemas proteínicos, publicando su teoría y resultados experimentales en dos artículos clásicos publicados en 1952, [5] [6] El artículo teórico extiende la teoría de Perrin de la despolarización debido a la rotación de moléculas elipsoidales. Específicamente, Weber demostró que las complejas ecuaciones de Perrin, que requerían un conocimiento de la orientación de los osciladores de absorción y emisión del fluoróforo con respecto al eje de rotación del elipsoide, podrían simplificarse considerablemente si se asumía que los fluoróforos que portaban los osciladores estaban orientados aleatoriamente en la macromolécula. Este artículo también contenía una formulación de la ley de aditividad de polarizaciones.
Weber permaneció en Cambridge como investigador independiente hasta 1953, cuando Hans Krebs lo reclutó para el nuevo Departamento de Bioquímica de la Universidad de Sheffield .
A principios de los años 1960, Irwin “Gunny” Gunsalus , entonces jefe de la División de Bioquímica del Departamento de Química de la Universidad de Illinois en Urbana-Champaign , reclutó a Weber. Gunsalus contó la historia de que mientras convencía a sus colegas de que Gregorio Weber era un científico excepcional, alguien comentó que Weber no tenía tantas publicaciones como se podría esperar de un profesor de alto nivel. Gunny explicó que, si bien esto era cierto, la proporción de artículos destacados de Weber con respecto al total de artículos era la unidad y que esta proporción, conocida a partir de entonces como la proporción de Weber, era sin duda la consideración más importante. Gregorio Weber se unió a la Universidad de Illinois en 1962 y construyó un programa de investigación que continuó activamente hasta su muerte por leucemia el 17 de julio de 1997. Durante los primeros años en Urbana, continuó desarrollando nuevos instrumentos y sondas de fluorescencia y amplió sus estudios de sistemas de proteínas.
Gregorio Weber fue responsable de muchos de los desarrollos teóricos y experimentales más importantes en la espectroscopia de fluorescencia moderna. En particular, fue pionero en la aplicación de la espectroscopia de fluorescencia a las ciencias biológicas. Su lista de logros incluye lo siguiente:
Además de estas contribuciones fundamentales, Gregorio Weber también formó e inspiró a generaciones de espectroscopistas y biofísicos que luego hicieron contribuciones importantes en sus campos, incluida la investigación básica así como la comercialización de metodologías de fluorescencia y su extensión a las disciplinas clínicas y biomédicas.
La motivación original y permanente de Gregorio Weber fue utilizar métodos de fluorescencia para investigar la naturaleza de las proteínas y, además de sus contribuciones al campo de la fluorescencia, fue uno de los verdaderos pioneros de la dinámica de proteínas. Sus artículos de la década de 1960 muestran que ya entonces consideraba a las proteínas como moléculas altamente dinámicas. Rechazó la opinión, común en ese momento después de la aparición de las primeras estructuras de rayos X, de que las proteínas tenían una conformación única y rígida. En una innovación importante, introdujo el uso de oxígeno molecular para extinguir la fluorescencia en soluciones acuosas, lo que llevó a la detección, por primera vez y para sorpresa de muchos, de la existencia de fluctuaciones rápidas en las estructuras de las proteínas en la escala de tiempo de nanosegundos. El impacto de este trabajo se demostró por el creciente interés en el trabajo experimental y teórico en dinámica de proteínas, que siguió. La descripción temprana de Weber de las proteínas en solución como "moléculas estocásticas que patean y gritan" ha sido, en los últimos años, completamente verificada tanto a partir de estudios teóricos como experimentales. Estas contribuciones fueron reconocidas por la Sociedad Química Americana en 1986, que nombró a Weber como el primer receptor del Premio Repligen a la Química de los Procesos Biológicos .
En los años 70, inicialmente en colaboración con HG Drickamer, Weber combinó los métodos de fluorescencia y presión hidrostática al estudio de complejos moleculares y proteínas. El sistema inicial que estudió fue el complejo formado por isoalloxazina y adenina, uno de sus intereses de investigación originales. Sus observaciones confirmaron la aplicabilidad de las técnicas de fluorescencia y alta presión a problemas de estructura, y particularmente de dinámica, a nivel molecular. Él y sus colaboradores demostraron que la mayoría de las proteínas formadas por subunidades pueden disociarse mediante la aplicación de presión hidrostática, y abrieron, de esta manera, un nuevo método para estudiar las interacciones proteína-proteína. Se revelaron propiedades bastante inesperadas de los agregados proteicos y se abrió un nuevo enfoque a problemas en biología y medicina. Por ejemplo, Weber y sus colaboradores demostraron la posibilidad de destruir la infectividad de los virus, sin afectar su capacidad inmunogénica, al someterlos a presión hidrostática, y abrieron así la posibilidad de desarrollar vacunas virales que contengan, sin modificación covalente, todos los antígenos presentes en el virus original.
Los logros científicos de Gregorio Weber fueron reconocidos con numerosos honores y premios. Entre ellos, la elección a la Academia Nacional de Ciencias de los Estados Unidos , la elección a la Academia Estadounidense de las Artes y las Ciencias , la elección como miembro correspondiente de la Academia Nacional de Ciencias de Argentina , el primer conferenciante nacional de la Sociedad de Biofísica, el Premio Rumford de la Academia Estadounidense de las Artes y las Ciencias, el Premio ISCO a la Excelencia en Instrumentación Bioquímica, el primer Premio Repligen a la Química de los Procesos Biológicos (otorgado por la Sociedad Química Estadounidense) y el primer Premio Internacional Jablonski a la Espectroscopía de Fluorescencia. El Premio Rumford es uno de los premios científicos más antiguos que se otorgan en los Estados Unidos. Fue creado por un legado a la Academia de Benjamin Thompson, Conde Rumford, en 1796; entre los premiados anteriormente se incluyen J. Willard Gibbs , AA Michelson , Thomas Edison , Robert W. Wood , Percy Bridgman , Irving Langmuir , Enrico Fermi , S. Chandrasekhar , Hans Bethe , Lars Onsager y otros pensadores muy originales. El comité del premio Rumford recomendó que el premio de 1979 se otorgara a dos físicos, Robert L. Mills y Chen Ning Yang , por su trabajo conjunto en la teoría de la invariancia de calibre del campo electromagnético, y a Gregorio Weber, "reconocido como la persona responsable de los desarrollos modernos en la teoría y aplicación de las técnicas fluorescentes a la química y la bioquímica".
En homenaje a Gregorio Weber se celebran los "Simposios Weber" aproximadamente cada tres años. Los últimos simposios se celebraron en Búzios , Brasil, en 2017, y en Punta del Este , Uruguay, en 2023.