Peter D. Mitchell: El hombre que tuvo razón a solas

En 1961 Peter Mitchell propuso que las células producen ATP bombeando protones a través de una membrana y dejándolos regresar a través de ella. La idea era tan ajena a la bioquímica imperante que la mayor parte del campo simplemente la rechazó. Dos años después, agotado por la oposición institucional y la mala salud, dimitió de su puesto universitario, restauró una mansión córnica en ruinas y construyó su propio laboratorio en su interior. Diecisiete años después, el Premio Nobel de Química.

Mitcham

Peter Dennis Mitchell nació el 29 de septiembre de 1920 en Mitcham, Surrey, hijo de Christopher Gibbs Mitchell, funcionario, y Kate Beatrice Dorothy Taplin. Su tío era Sir Godfrey Mitchell, presidente de la empresa constructora George Wimpey, una conexión familiar con dinero importante que importaría más tarde, cuando Mitchell necesitó financiar ciencia que nadie más financiaría.

Se educó en el Queen's College de Taunton y luego en el Jesus College de Cambridge, donde cursó el Natural Sciences Tripos y se especializó en bioquímica.

Cambridge y la penicilina

En 1942 Mitchell aceptó un puesto de investigación en el Departamento de Bioquímica de Cambridge. Su doctorado llegó lentamente: se le concedió en 1951 por un trabajo sobre el modo de acción de la penicilina, es decir, sobre cómo actúa una molécula en una membrana bacteriana. Las membranas seguirían siendo su tema durante el resto de su vida.

En 1955 el profesor Michael Swann le invitó a Edimburgo para establecer una Unidad de Biología Química en el Departamento de Zoología. Fue ascendido a profesor titular (Senior Lecturer) en 1961 y profesor (Reader) en 1962. En 1963 dimitió.

La hipótesis quimiosmótica

La idea que publicó en Nature en 1961 abordaba la mayor pregunta sin respuesta de la bioquímica. Todo el mundo sabía que el ATP era la moneda energética de la célula. Nadie sabía cómo lo producían realmente las células. La suposición reinante era que algún intermediario químico de alta energía debía acoplar la oxidación de los alimentos con la síntesis de ATP, y laboratorios de todo el mundo buscaban ese intermediario sin éxito.

Mitchell afirmó que no existía tal intermediario. El acoplamiento, argumentó, no era químico sino espacial. La respiración bombea protones a través de una membrana, construyendo un gradiente electroquímico: una diferencia tanto en concentración como en voltaje entre un lado y el otro. Ese gradiente es la energía almacenada. El ATP se produce cuando los protones fluyen de regreso a través de él mediante una enzima específica en la membrana.

Esta fue una propuesta ofensiva de dos maneras. Retrasladó el problema de la química soluble a la estructura de membrana, que la mayoría de los bioquímicos de la época consideraban un contenedor inerte en lugar de una máquina. Y fue avanzada principalmente sobre bases teóricas por un hombre con un historial de publicaciones modesto.

Glynn House

Tras dejar Edimburgo en 1963, Mitchell pasó dos años supervisando la restauración de Glynn House en Cardinham, en Cornualles. En el mismo periodo fundó Glynn Research Ltd con Jennifer Moyle, su colaboradora de toda la vida, para realizar investigación biológica fundamental en sus propios términos y a su propia costa.

Es el caso más literal en la ciencia moderna de un investigador que construye su propia institución porque las existentes no le querían acoger. Desde Glynn elaboró la teoría, publicando el gran desarrollo en Biological Reviews en 1966 y pasando al trabajo teórico sobre las cadenas de transporte de electrones y el ciclo Q, el mecanismo de lanzadera de protones dentro de la cadena respiratoria.

Vindicación

Las pruebas se acumularon contra los escépticos. Los experimentos de André Jagendorf en cloroplastos demostraron que una diferencia de pH impuesta artificialmente a través de una membrana —un gradiente de protones y nada más— podía impulsar la síntesis de ATP. Luego se identificó la ATP sintasa: la enzima de membrana que requería el esquema de Mitchell, funcionando como un canal a través del cual los protones que regresan impulsan la producción de ATP.

La Royal Society lo eligió miembro (Fellow) en 1974. El Premio Rosenstiel llegó en 1976. En 1978 recibió el Premio Nobel de Química —sin compartir— «por su contribución a la comprensión de la transferencia de energía biológica mediante la formulación de la teoría quimiosmótica». La Medalla Sir Hans Krebs siguió ese mismo año, y la Medalla Copley de la Royal Society en 1981. Murió el 10 de abril de 1992.

Por qué importa Mitchell

La quimiosmosis se enseña ahora como un hecho en todos los cursos de biología introductoria, lo que oscurece cuán radical fue. Mitchell explicó la transacción energética central de la vida —cómo las mitocondrias y los cloroplastos convierten los alimentos y la luz solar en energía utilizable— y lo explicó correctamente mientras casi todo el mundo capacitado para juzgar pensaba que estaba equivocado.

El modo en que ocurrió es tan instructivo como el contenido. Se demostró que tenía razón desde un laboratorio privado en una casa córnica restaurada, financiado al margen del sistema de subvenciones, trabajando con un único colaborador principal. El consenso, demuestra su carrera, es una descripción de lo que un campo cree actualmente, no una medida de lo que es verdad.