El profesor Carlos José Bustamante Monteverde nació en la ciudad de Lima el 6 de mayo de 1951. Al egresar de la enseñanza media ingresó a la Escuela de Medicina de la Universidad Mayor de San Marcos. Habiendo cursado 4 años de la carrera de Medicina llegó a la conclusión que no tenía vocación de médico, por lo que optó por completar el grado de Bachiller en Ciencias Biológicas, lo que realizó en la Universidad Peruana Cayetano Heredia donde se graduó como tal en 1973. Luego en 1975 obtuvo el grado de Magíster en Bioquímica en la Universidad Nacional Mayor de San Marcos de Perú. Con una beca Fullbright partió a estudiar a USA y en el año 1981 obtuvo su doctorado en Biofísica por la Universidad de California, Berkeley, siendo su mentor el profesor Ignacio Tinoco Jr. donde su tesis se trató de las propiedades quirales de moléculas biológicas (Bustamante, 1981) Realizó su postdoctorado en la misma Universidad, con el profesor Ignacio Tinoco Jr. y el Dr. Marcos Maestre.
Su relación académica con Chile partió muy temprano en su carrera. En el año 1979, uno de sus trabajos fue presentado en un congreso en Chile, y fue publicado en la Revista Archivos de Biología y Medicina Experimentales (Melgar et al., 1979), siendo editor de esa revista en ese momento el profesor Tito Ureta.
Posteriormente, ya en el año 2003, por iniciativa propia, vino a dar unas charlas a Chile, donde hizo contacto con los profesores Octavio Monasterio, Rosalba Lagos y Tito Ureta. En el año 2008, se comenzó a consolidar más la relación del profesor Carlos Bustamante con Chile, cuando un grupo de estudiantes, entre ellos María José Gallardo, Jaime Andrés Rivas Pardo y Christian A.M. Wilson, lo invitan a Chile para dictar un curso sobre la biofísica de moléculas individuales, el cuál se ha seguido haciendo cada año en la Universidad de Chile (con la participación presencial del Dr. Bustamante año por medio).
El profesor Bustamante ha abierto las puertas de su laboratorio a varios estudiantes Chilenos los cuales han permitido estrechar lazos con grupos de investigación de la Universidad de Chile, la Universidad de Concepción y la Universidad de Santiago de Chile. En efecto, actualmente el profesor Carlos Bustamante, es parte del claustro de profesores del Doctorado en Biología Molecular, Celular y Neurociencias de la Facultad de Ciencias de la Universidad de Chile. Se destacan los siguientes estudiantes y grupos de investigación chilenos:
-Laboratorio del Profesor Jorge Babul, Facultad de Ciencias Universidad de Chile. Christian A.M. Wilson realizó una tesis de doctorado en co-tutoria con el profesor Jorge Babul y el Profesor Bustamante (Wilson, 2011). Actualmente se desempeña como profesor de Bioquímica de la Facultad de Ciencias Químicas y Farmacéuticas de la Universidad de Chile, donde continua trabajando con su grupo en colaboración con el Dr. Bustamante.
–Laboratorio del Profesor Monasterio, Facultad de Ciencias Universidad de Chile.
Jae Yen Shin, que obtuvo su Ph.D. con Octavio Monasterio, trabajó con el Profesor Bustamante como investigadora del post-doctorado.
César Díaz-Celis, realizó una pasantía como parte de su tesis de doctorado del programa Microbiología Universidad de Chile y Universidad de Santiago (Diaz-Celis, 2011). Actualmente se desempeña como investigador del Grupo de Carlos Bustamante en UC Berkeley.
María José Gallardo, realizó una pasantía como parte de su tesis de doctorado del programa Microbiología Universidad de Chile y Universidad de Santiago (Gallardo, 2011). Actualmente imparte docencia en la Facultad de Ciencias Químicas y Farmacéuticas de la Universidad de Chile.
-Laboratorio del profesor Carlos Saavedra, Universidad de Concepción. El Dr. Juan Pablo Staforelli han realizado pasantías de investigación en el laboratorio del Dr. Bustamante.
– Laboratorio del profesor Francisco Melo, Universidad de Santiago de Chile. La Dra Romina Muñoz realizó una pasantía en julio-septiembre del 2013 en el laboratorio del Dr. Bustamante.
Además, el Profesor Bustamante ha prestado soporte al establecimiento de nuevas líneas de investigación como es el caso del Laboratorio del Prof Mauricio Baez de la Facultad de Ciencias Químicas y Farmacéuticas de la Universidad de Chile. Esta colaboración ha sido fundamental para comenzar una nueva línea investigación sobre el mecanismo de plegamiento de proteínas anudadas y se ha materializado en diversas estadías del Profesor Mauricio Baez y su estudiantes de doctorado, Andrés Bustamante y Maira Rivera y magister Álvaro San Martín, en colaboración con Christian A.M. Wilson, entre el año 2011 y la actualidad en UC Berkeley y el laboratorio Gemelo de moléculas individuales en la Universidad Cayetano Heredia, en Lima, Perú. Además se ha cristalizado con 2 publicaciones de gran calidad en colaboración con el grupo del profesor Mauricio Baez (Bustamante et al., 2017; San Martín Á, et al, 2017) y ayudó a la creación del laboratorio de Moléculas Individuales en la Facultad de Ciencias Químicas y Farmacéuticas de la Universidad de Chile a cargo del profesor Christian A.M. Wilson. Recientemente han escrito un paper en Nature, sobre catálisis enzimática, el profesor Carlos Bustamante con Christian A.M. Wilson (Clement et al., 2014). Actualmente 3 investigadores Chilenos trabajan en su laboratorio, César Díaz como investigador, Juan Pablo Castillo como investigador postdoctoral con beca PEW y Diego Quiroga-Roger haciendo una pasantía postdoctoral. Pronto una nueva investigadora llegará a su laboratorio con una beca PEW, Francesca Burgos-Bravo.
Cada 2 años desde el 2008, el profesor Bustamante ha vuelto a Chile a realizar cursos de moléculas individuales y ha participado de varios congresos nacionales, dando charlas en varias ciudades de Chile, entre ellas Concepción, Valparaíso, Santiago, Valdivia, etc.
Es importante mencionar que el Dr. Bustamante ha sido un gran impulsor de la ciencia latinoamericana en general. El creó el concepto de los laboratorios gemelos. La idea de los laboratorios gemelos, se basa en que profesores que ya están establecidos en el extranjero (en este caso en UC Berkeley, USA), puedan asociarse a una Universidad en su país de origen y puedan crear un laboratorio bajo la supervisión y apoyo instrumental del profesor. En este caso, el Dr. Bustamante, preparó a un investigador postdoctoral por un par de años en Berkeley, para que se haga cargo del laboratorio en Perú (Dr. Daniel Guerra quién actualmente es profesor de la Universidad Cayetano Heredia), y apoyó en traer instrumental de última generación (un microscopio de fuerza atómica, y pinzas ópticas para la manipulación de moléculas individuales). Además estudiantes de su laboratorio en Berkeley han tenido la posibilidad de colaborar con este laboratorio en Perú (por ejemplo Christian A.M. Wilson, Rodrigo Maillard, Piere Rodríguez, entre otros), y estudiantes peruanos tienen la posibilidad de hacer pasantías en su laboratorio en UC Berkeley. El laboratorio de Perú ha establecido colaboraciones con grupos chilenos (actualmente Mauricio Baez y Christian A.M. Wilson). Además, el Dr. Bustamante ha sido el principal gestor del Instituto Internacional de Investigaciones (IIIPERU) dedicado al avance de la ciencia y la tecnología en el Perú y apoyó en la generación de la Sociedad Peruana de Bioquímica y Biología Molecular.
Desde temprano en su carrera ha sido distinguido con varios reconocimientos. En 1973 obtuvo la beca de la Kellogg Foundation para Magister en Bioquímica. En 1975 la Abraham Rosenberg Scholarship, para proseguir estudios de doctorado en la University of California, Berkeley. Desde el año 2002 el profesor Bustamante es miembro de la Academia Nacional de Ciencias de los Estados Unidos de Norte América. El Biological Physics Prize of the American Physical Society otorgado en el año 2002, el 2004 Hans Neurath Prize of the Protein Society, el 2004 Premio Nacional de Ciencias del Peru. Asimismo, la aplicación de la tecnología de la microscopía atómica y de las pinzas láser al estudio del ARN, ADN y al comportamiento de las proteínas a nivel molecular, lo han hecho merecedor del reconocimiento del Alexander Hollaender Award in Biophysics of the Nacional Academy of Sciences y al Biophysical Society Founders Prize ambos en el año 2004. Recientemente (2012) ha obtenido el premio Vilcek y ha sido nombrado doctor honoris causa de varias Universidades, entre ellas, la Universidad de Chile, la Universidad Cayetano Heredia, Universidad Mayor de San Marcos, University of Chicago, entre otras. El 2013 obtuvo la National Lecture de EEUU y también fue nombrado miembro correspondiente del extranjero de la Academia de Ciencias de Chile.
Fue profesor de la Universidad de New Mexico desde 1982, y desde 1991 a 1998 trabajó en la Universidad de Oregon (donde fue elegido como investigador del Howard Hughes Medical Institute), y a partir de 1998, comenzó a trabajar en la Universidad de California en Berkeley, donde desde el año 2000 fue elegido como Howard Hughes Medical Institute Investigador nuevamente hasta la actualidad.
El profesor Bustamante es pionero en el estudio de las propiedades de las moléculas biológicas mediante métodos de manipulación de moléculas individuales, además, junto a su equipo de investigación fue uno de los primeros en el mundo en demostrar experimentalmente la posibilidad de manipular mecánicamente una sola molécula de ADN (Smith et al., 1992). Estos trabajos han creado nuevas áreas científicas, como la Bioquímica a nivel de moléculas individuales y el estudio de la mecanoquímica de las reacciones (Bustamante, 2008; Bustamante et al., 2004). Además ha permitido entender los motores moleculares. Utilizando las pinzas de láser ha descrito la mecánica del motor molecular del virus del fago phi 29 que empaca el ADN dentro de la cápside viral y ha caracterizado el mecanismo usado por el motor molecular situado en la base de la cápside durante el empacamiento (Smith et al., 2001). Asimismo, su grupo ha estimado las magnitudes dinámicas y termodinámicas del plegamiento del ADN, ARN, y proteínas, así como la actividad enzimática de proteínas que participan en la replicación y trascripción del ADN, usando técnicas de manipulación de moléculas individuales. Usando estos métodos ha validado los teorema de fluctuaciones de Jarsinsky y Crooks, nuevos resultados de la mecánica estadística que establecen nexos de unión entre mecánica estadística de procesos reversibles e irreversibles. Este trabajo ha permitido extender la validez de la termodinámica tradicional hacia la investigación de procesos irreversibles, así como aplicar estos nuevos desarrollos teóricos para reconstruir la energética de los estados intermediarios del plegamiento de moléculas individuales de ARN (Liphardt et al., 2002).
El crecimiento que ha tenido esta área ha sido increíble, y hoy es tópico principal en la mayoría de congresos en el mundo, ya que ha permitido dilucidar varios procesos biológicos de gran interés. Por ejemplo, como menciona el Dr. Bustamante (Bustamante, 2008), la manipulación de moléculas individuales comenzó en los años 90, y sólo en el año 2007 ya hay miles de publicaciones que implementan las técnicas de manipulación de moléculas individuales.
Además de ser un excepcional investigador es una gran persona. Muy preocupado del bienestar de cada uno de sus estudiantes y colaboradores, aportando al desarrollo de la ciencia en general, y creyendo en los investigadores jóvenes. Además posee un gran interés y conocimiento por muy diversos temas, como arte, literatura, etc.
En resumen, el Dr. Carlos Bustamante y su grupo han sido los pioneros en la aplicación de métodos de moléculas individuales al estudio de procesos biológicos fundamentales a un detalle molecular nunca antes alcanzado, lo que ha permitido entender procesos celulares con mucha mayor claridad a través de la creación de instrumentación de última generación y ha abierto nuevos campos en la bioquímica. Además de ser un gran impulsor del crecimiento de la ciencia latinoamericana y una gran persona.
Christian A.M. Wilson
Facultad de Ciencias Químicas y Farmacéuticas, Universidad de Chile
Referencias.
Bustamante, A.; Sotelo, J.C.; Guerra, D.G.; Floor, M.; Wilson, C.A.M.; Bustamante, C.; Baez, M. (2017) The Energy Cost of Polypeptide Knot Formation and its Folding Consequences. Nature Communications. 8(1), 1581.
Bustamante, C., (1981) Circular Intensity Differential Scattering of Chiral Molecules, Ph.D. Thesis, University of California, Berkeley.
Bustamante, C. (2008) In singulo biochemistry: When less is more. Annu. Rev. Biochem. 77, 45-50.
Bustamante, C., Chemla, Y.R., Forde, N.R., and D. Izhaky, “Mechanical Process in Biochemistry,” Annual Review of Biochemistry 73, 705-748 (2004).
Clement, R., Gabizon, R., Wilson, C.A.M, Hamadani, K., Tsekouras, K., Marqusee, S., Pressé, S., Bustamante, C. (in press) The heat released during catalytic turnover enhances the diffusion of an enzyme. Nature.
Diaz-Celis, C. (2011) Propiedades de polimerizacion de la tubulina bacteriana BtubA/B. Facultad de Ciencias, Universidad de Chile.
Gallardo, M.J. (2011) Caracterizacion del complejo binario [SdiA/AHL] en la transcripcion del operon ftsQAZ. ¿Una relacion entre quorum sensing y division celular?. Facultad de Ciencias, Universidad de Chile.
Liphardt, J., Dumont, S., Smith, S.B., Tinoco, I, Jr., Bustamante, C. (2002) Equilibrium information from nonequilibrium measurements in an experimental test of Jarsynzki´s equality. Science, 296, 1832-1835.
Melgar, E., Lizarraga, B., Gil, A., Bustamante, C., Sanchez-Romero, D. (1979) Role of metals on the activity of pancreatic deoxyribonuclease. Archivo de Biologia y Medicina Experimentales. 12, 236-237.
San Martín Á, Rodriguez-Aliaga P, Molina JA, Martin A, Bustamante C, Baez M (2017) Knots can impair protein degradation by ATP-dependent proteases. Proc Natl Acad Sci U S A. 114(37):9864-9869
Smith, D.E., Tans, S.J., Smith, S.B., Grimes, S., Anderson, D.L., Bustamante, C. (2001) The bacteriophage straight phi29 portal motor can package DNA against a large internal force. Nature, 413, 748-752.
Smith, S.B., Finzi, L., Bustamante, C. (1992) Direct mechanical measurements of the elasticity of single DNA molecules by using magnetic beads. Science, 258, 1122-1126.
Wilson, C.A.M. (2011) Single Molecule Studies by Optical Tweezers: Folding and unfolding of glucokianse from Thermococcis litoralis. Facultad de Ciencias, Universidad de Chile.
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Christian A.M. Wilson, Clement Riedel, Athel Cornish-Bowden, Carlos Bustamante y María Luz Cárdenas
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