Los Premios Kavli 2022 reconocen la ciencia pionera en el desarrollo de la helio y la astrosismología; desarrollo de monocapas autoensambladas sobre sustratos sólidos y recubrimientos a escala molecular para controlar las propiedades superficiales; y el descubrimiento de genes subyacentes a una serie de trastornos cerebrales graves.
Los galardonados con el Premio Kavli de este año son:
- Premio Kavli de Astrofísica: Conny Aerts (Bélgica), Jørgen Christensen-Dalsgaard (Dinamarca) y Roger Ulrich (EE.UU.).
- Premio Kavli en Nanociencia: David L. Allara (EE.UU.), Ralph G. Nuzzo (EE.UU.), Jacob Sagiv (Israel) y George Whitesides (EE.UU.).
- Premio Kavli en Neurociencia: Jean-Louis Mandel (Francia), Harry T. Orr (EE. UU.), Christopher A. Walsh (EE. UU.) y Huda Y. Zoghbi (Líbano/EE. UU.).
“Honramos a los galardonados con el Premio Kavli 2022 por sus contribuciones transformadoras a la ciencia y la sociedad. Sus descubrimientos crearon campos completamente nuevos, abrieron nuevos reinos de investigación científica y ciencia avanzada en beneficio de la humanidad”, dice Lise Øvreås, presidenta de la Academia Noruega de Ciencias y Letras.
Astrofísica
Tres científicos comparten el Premio Kavli de Astrofísica por su trabajo pionero en el desarrollo de los campos de la helio y la astrosismología, y por su investigación revolucionaria que sentó las bases de la teoría de la estructura solar y estelar y revolucionó nuestra comprensión del interior de las estrellas.
Combinando el estudio de las oscilaciones en el sol y otras superficies estelares con modelos matemáticos, los laureados combinaron métodos de análisis de datos (como análisis de series temporales, reconocimiento de patrones y modelos estadísticos) con la física y la química de la termodinámica, la física nuclear y atómica, y mecánica cuántica. El puente de estos campos científicos permite la determinación extraordinariamente precisa de las propiedades físicas de los interiores estelares.
“Estos tres científicos son los pioneros de la heliosismología y la asterosismología y abarcan el desarrollo de estos campos”, señaló el presidente del Comité de Astrofísica, Viggo Hansteen. “Los tres descubrieron una forma de observar el interior de diferentes tipos de estrellas y desarrollaron herramientas para estudiarlas con precisión”.
Roger Ulrich fue el primero en demostrar que las oscilaciones observadas en la superficie solar se pueden utilizar para realizar mediciones precisas de las características del interior del sol y desarrolló un modelo matemático, dando una base teórica al campo de la heliosismología. Demostró que el sol se comporta como un instrumento musical, resonando con un gran número de ondas acústicas, cada una con una frecuencia resonante, como un tubo de órgano o una cuerda de violín pulsada. Su demostración de la concordancia entre los cálculos solares y las observaciones fue un ingrediente clave para convencer a los físicos de que el problema de los neutrinos solares solo podía resolverse revisando la teoría electrodébil estándar.
Jørgen Christensen-Dalsgaard desarrolló aún más el tema de la heliosismología y desempeñó un papel importante en el desarrollo de la astrosismología, estudiando estrellas frías de baja masa y el sol. Determinó el perfil de velocidad del sonido en todo el sol, su mapa de rotación bidimensional, su contenido de helio y el nivel de helio que se asienta en la base de su zona de convección. Con esto, vio el gran potencial de aplicar esta ciencia a otras estrellas en la Vía Láctea, plenamente realizado con el lanzamiento de las misiones de búsqueda de planetas CoRoT, Kepler y TESS.
Conny Aerts es una figura destacada de la astrosismología y es ampliamente conocida por su trabajo sobre estrellas calientes masivas. Extendió la investigación a estrellas de todas las masas en varias etapas evolutivas, utilizando observaciones terrestres y espaciales y desarrolló métodos inteligentes para identificar modos de pulsación en estrellas masivas, abriendo las puertas al modelado de sus interiores. Aerts también fue pionera en una metodología rigurosa para identificar y modelar modos gravitoinerciales en estrellas que giran rápidamente, y las primeras estimaciones cuantitativas de ciertos núcleos e interacciones estelares, lo que llevó a mejoras significativas en la teoría de la evolución estelar.
Más detalles disponibles en el sitio web del Premio Kavli.
Nanociencia
La interacción con los materiales se produce a través de sus superficies. El Premio Kavli 2022 en Nanociencia honra a cuatro pioneros cuyo trabajo transformó la ciencia de superficies y ha llevado a aplicaciones que dan forma a nuestra vida diaria en áreas que van desde el diagnóstico médico hasta los dispositivos semiconductores. Estos científicos crearon recubrimientos a escala molecular para superficies que permiten un control y una ingeniería sin precedentes de las propiedades de la superficie. La suya era una visión compartida, inspirada en el concepto de películas monocapa organizadas introducido en la década de 1930 por los físicos y químicos estadounidenses Katherine Blodgett e Irving Langmuir.
“Las monocapas autoensambladas son extremadamente importantes en muchos fenómenos a nanoescala”, afirmó el presidente del Comité de Nanociencia, Bodil Holst. “Sagiv, Nuzzo, Allara y Whitesides abrieron un mundo completamente nuevo con sus descubrimientos. Esto está documentado a través de conocimientos científicos y la enorme cantidad de aplicaciones que utilizan monocapas autoensambladas”.
Jacob Sagiv proporcionó las primeras demostraciones de la posibilidad de crear películas de moléculas adsorbidas en superficies de vidrio y metal. El concepto funcionó para moléculas con diferentes grupos funcionales y, en principio, podría ser útil en innumerables aplicaciones.
Ralph Nuzzo y David Allara mostraron las primeras monocapas autoensambladas que se adhieren fuertemente a las superficies metálicas desnudas. Establecieron que las monocapas autoensambladas se pueden caracterizar por infrarrojos y otras espectroscopias ópticas. Además, dedujeron el empaquetamiento y la orientación de las moléculas constituyentes, incluidos sus grupos funcionales. Esto generó un conocimiento científico profundo que permitió el diseño racional de monocapas autoensambladas con funcionalidades específicas.
George Whitesides y su equipo en Harvard fueron responsables de muchas innovaciones que consolidaron las monocapas autoensambladas como un campo de la nanociencia y la ingeniería. El trabajo de Whitesides demostró que era posible usar monocapas autoensambladas para crear innumerables patrones en la escala micrométrica. Desde entonces, las monocapas autoensambladas han permitido una gran cantidad de aplicaciones comerciales y mercados comerciales multimillonarios, y se utilizan ampliamente en diagnósticos médicos, farmacología, biosensores, sensores químicos, impresoras, fabricación de productos electrónicos, pinturas, células solares y baterías.
Más detalles disponibles en el sitio web del Premio Kavli.
Neurociencia
Antes de que los científicos mapearan el genoma humano a principios de la década de 2000, la búsqueda de genes era un proceso laborioso. Cuatro neurocientíficos persistentes son reconocidos por ser pioneros en el descubrimiento de genes subyacentes a una variedad de trastornos cerebrales graves y establecer un plan para la investigación, el diagnóstico y el tratamiento de la neurociencia para el síndrome X frágil, la ataxia espinocerebelosa, el síndrome de Rett y formas raras de epilepsia y trastorno del espectro autista.
“Estos científicos descubrieron la base genética de múltiples trastornos cerebrales y dilucidaron las vías por las que funcionan estos genes”, dice la presidenta del Comité de Neurociencia, Kristine B. Walhovd.
Jean-Louis Mandel descubrió una mutación inusual en un gen en el cromosoma X que causa el síndrome X frágil, una forma hereditaria de discapacidad intelectual, que incluye el autismo y que se presenta más comúnmente en los hombres. Mostró que la mutación era una serie de repeticiones de tres letras que alteraban el gen FMR1. Tales repeticiones interrumpen la transcripción de la proteína FMRP, que es vital para la función cerebral. Hoy en día, las "expansiones repetidas inestables" se reconocen como un mecanismo de enfermedad común responsable de más de 50 trastornos genéticos. También ha surgido un patrón familiar: a medida que aumenta el número de repeticiones con cada generación, los síntomas surgen antes y son más graves. Comprender estas expansiones repetidas inestables proporciona un modelo para numerosas enfermedades neurológicas. El trabajo de Mandel condujo a mejores herramientas de diagnóstico para Fragile X.
Juntos, Harry T. Orr y Huda Y. Zoghbi descubrieron ATAXN1, el gen responsable de la ataxia espinocerebelosa 1 (SCA1), una enfermedad en la que las neuronas del cerebelo degeneran y provocan la pérdida del equilibrio y la coordinación; es progresiva, permanente ya menudo mortal. Trabajando juntos, Orr y Zoghbi descubrieron que una expansión repetida similar causa SCA1 y descubrieron que la mutación causaba que las proteínas se plegaran incorrectamente y se agruparan en las neuronas del cerebelo, lo que finalmente provocó la muerte. Además, el trabajo de Orr demostró que la enfermedad podía tratarse y su metodología es uno de los principales modelos que se utilizan en la actualidad para estudiar enfermedades neurodegenerativas.
Zoghbi también descubrió el gen MECP2, que causa el síndrome de Rett, un raro trastorno neurológico genético que se presenta principalmente en niñas jóvenes, a menudo con síntomas similares al autismo, y produce síntomas motores y cognitivos devastadores. Zoghbi descubrió que los cambios en el nivel de MECP2, un represor de la expresión génica, son esenciales para el funcionamiento normal de muchos tipos de neuronas en el cerebro. MECP2 es una de las primeras causas epigenéticas identificadas de un trastorno cerebral. Su investigación encontró que MECP2 afecta a cientos de neuronas y genes y que la normalización de los niveles de MECP2 a través de la terapia con oligonucleótidos revierte los efectos del gen.
Christopher A. Walsh descubrió más de tres docenas de genes de enfermedades neurológicas, como el síndrome de “doble corteza”, un raro trastorno de migración neuronal que se presenta con convulsiones y deterioro intelectual y se observa casi exclusivamente en mujeres. Su investigación identificó mutaciones genéticas que subyacen a los trastornos que afectan la corteza cerebral y pueden causar malformaciones estructurales que van de sutiles a profundas, incluidas algunas formas de epilepsia y trastornos del espectro autista. Muchos de estos descubrimientos provinieron de una de las innovaciones clave de Walsh para estudiar mutaciones recesivas en familias geográficamente aisladas. En algunos de esos niños, Walsh hizo un descubrimiento intrigante: mutaciones que estaban presentes en algunas pero no en todas las células del cuerpo. Se llaman mutaciones somáticas y pueden acumularse lentamente durante el desarrollo del cerebro.
Acerca del Premio Kavli
El Premio Kavli es una asociación entre la Academia Noruega de Ciencias y Letras, el Ministerio de Educación e Investigación de Noruega y la Fundación Kavli (EE. UU.). El Premio Kavli honra a los científicos por avances en astrofísica, nanociencia y neurociencia que transforman nuestra comprensión de lo grande, lo pequeño y lo complejo. Cada dos años se otorgan premios de tres millones de dólares en cada uno de los tres campos.
La Academia Noruega de Ciencias y Letras selecciona a los laureados en función de las recomendaciones de tres comités de premios independientes cuyos miembros son nominados por la Academia de Ciencias de China, la Academia de Ciencias de Francia, la Sociedad Max Planck de Alemania, la Academia Nacional de Ciencias de EE. UU. y La Royal Society, Reino Unido.
Todos los galardonados con el Premio Kavli 2022
Premio Kavli en Astrofísica:
Conny Aerts (Bélgica), KU Leuven.
Jørgen Christensen-Dalsgaard (Dinamarca), Universidad de Aarhus.
Roger Ulrich (EE.UU.), Universidad de California, Los Ángeles.
Premio Kavli en Nanociencia:
David Allara (Estados Unidos), Universidad Estatal de Pensilvania.
Ralph Nuzzo (EE.UU.), Universidad de Illinois en Urbana-Champaign.
Jacob Sagiv (Israel), Instituto Weizmann de Ciencias.
George Whitesides (Estados Unidos), Universidad de Harvard.
Premio Kavli en Neurociencia:
Jean-Louis Mandel (Francia), Universidad de Estrasburgo.
Harry T. Orr (EE.UU.), Facultad de Medicina de la Universidad de Minnesota.
Christopher A. Walsh (EE.UU.), Facultad de Medicina de Harvard.
Huda Y. Zoghbi, (Líbano/EE. UU.), Facultad de Medicina de Baylor.
Para obtener más información, póngase en contacto con:
Marina Tofting (Noruega)
La Academia Noruega de Ciencias y Letras
+ 47 938 66 312
Stacey Bailey (Estados Unidos)
La Fundación Kavli
+ 310 739 2859