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La Sociedad Científica de Pregrado y Salud "Humberto Fernández Moran"


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Biografia Humbeto Fernandez Moran

FERNÁNDEZ MORÁN, HUMBERTO
Maracaibo (Edo. Zulia)
 
Científico pionero de varias técnicas importantes de microscopía electrónica, y de sus aplicaciones en la biología, la medicina y la ciencia de los materiales.  Humberto Fernández-Morán Villalobos realizó sus estudios de primaria y parte del bachillerato en The Witt Junior School en Nueva York. En 1936 regresa a Maracaibo donde sigue por un año cursos preparatorios en el Colegio Alemán. En 1937 ingresó al liceo Schulgemeinde Wichersdorf de Sallfeld, Alemania, donde se gradúa de Bachiller a los 15 años. Inicia sus estudios de medicina en la Universidad de Munich, graduándose Summa cum Laude en 1944.  Regresa nuevamente a Venezuela y revalida su título de médico-cirujano en la Universidad Central de Venezuela. En 1945 trabaja en el Hospital Psiquiátrico de Maracaibo, y entre 1945 y 1946 realiza una especialización en Neurología y Neuropatología en la Universidad George Washington. En 1946 se traslada a Estocolmo para trabajar en el Hospital Serafimer con el neurocirujano Herbert Olivecrona. Afectado por las muertes causadas por los tumores malignos, y estimulado por el Prof. Olivecrona, Fernández-Morán se orienta hacia la investigación básica para aprender mas sobre la organización de las células tumorales. En el mismo año visita al Prof. Manne Siegbahn (Premio Nobel de Física, 1924) quién lo invita a trabajar en los laboratorios de microscopía electrónica del Instituto Nobel de Física que el dirigía. Allí y en el Instituto Karolinska Fernández-Morán se forma como microscopista electrónico. En esa etapa de su vida concibe la crio-ultramicrotomía1 y la cuchilla de diamante para ultramicrotomía2. Esta ultima le lleva a obtener la primera de mas de una docena de patentes, y 14 años después, en 1967, a recibir el Premio John Scott, otorgado también entre otros, a Jonas Salk por la vacuna antipoliomielítica, a Marie Curie por el descubrimiento del Radio y la determinación de sus propiedades radiactivas, a Thomas Edison por la lámpara incandescente y a Alexander Fleming por el descubrimiento de la penicilina. Fernández-Morán regresa a Venezuela en 1954 invitado por el entonces Ministro de Sanidad Dr. P. A. Gutiérrez Alfaro quién le asigna la misión de desarrollar un centro regional para investigación y entrenamiento en investigaciones neurológicas y cerebrales. Fernández-Morán funda el Instituto Venezolano de Investigaciones Neurológicas y Cerebrales (IVNIC) en Abril de 1954, como un ente gubernamental autónomo adscrito al Ministerio de Sanidad y Asistencia Social. En solo 7 meses logró que se construyera la carretera principal y los servicios básicos del Instituto, y al año siguiente, el 2 de Diciembre de 1955 se inauguraron los laboratorios de ultraestructura de nervio (con instalaciones de microscopía electrónica en pleno funcionamiento), la unidad de neurofisiología, el taller central (incluyendo la unidad de cuchillas de diamante), la biblioteca y las residencias para el personal y visitantes. Las investigaciones del nuevo instituto, condujeron a una primera investigación sobre la estructura fina de la retínula de insectos que fue publicada en la revista Nature en 1956. En el IVNIC, Fernández-Morán además se ocupó de la producción, aplicaciones en biología, medicina y ciencia de los materiales3 y distribución de cuchillas de diamante que eran enviadas sin costo alguno a laboratorios de microscopía electrónica en todo el mundo. El 13 de Enero de 1958 Fernández-Morán fue llamado por el Ministro de Sanidad Dr. Gutierrez Alfaro para solicitarle aceptara el cargo de Ministro de Educación, en el cual se desempeñó por 10 días.  El 14 de Febrero de 1958 Fernández-Morán entregó el IVNIC a quién sería su segundo director, el Dr. Marcel Roche. El IVNIC, institución precursora del IVIC,  constituye la primera demostración exitosa en Venezuela de un instituto capaz de llevar a cabo investigación  científica y tecnólogica de una manera organizada y con planes a largo plazo. Fernández-Morán puso a Venezuela en el mapa científico mundial, al producir investigación original en el campo de las investigaciones cerebrales y las neurociencias. Estos campos fueron ampliados a otras áreas científicas en años subsiguientes por el IVIC, creado en 1959 en las mismas instalaciones del IVNIC. A finales de febrero de 1958 Fernández-Morán viaja a los EE.UU. para trabajar en el Massachusetts General Hospital de Boston, donde organiza el Mixter Laboratories for Electron Microscopy, y colabora con el Department of Biology del Massachusetts Institute of Technology (MIT). Entre 1958 y 1962 realiza su trabajo en microscopía electrónica de alta resolución y microscopía electrónica de baja temperatura de sistemas biológicos4,5. En 1962 acepta el cargo de Profesor de Biofísica en la Universidad de Chicago, donde luego es designado Professor A. N. Pritzker of Biophysics y  Director de la División de Ciencias Biológicas y de la Escuela Pritzker de Medicina. Entre 1962 y 1985 Fernández-Morán introduce el concepto de crio-microscopía electrónica6, el crio-microscopio electronico7, el uso de lentes superconductoras8 y el crio-ultramicrotomo9. En 1985 escribe sus reminiscencias y reflexiones sobre la crio-microscopía electrónica10 y luego viaja a Estocolmo donde reside hasta su muerte, acaecida en 1999. Fernández-Morán estuvo casado con la sueca Anna Browallius y de ese feliz matrimonio resultaron dos hijas, María Elena graduada en matematicas y Verónica graduada en biología.

Humberto Fernández-Morán contribuyó de manera fundamental al desarrollo de la técnica de la microscopía electrónica10 así como de sus aplicaciones en biología, medicina y ciencia de los materiales. Fernández-Morán introdujo por vez primera el concepto de crioultramicrotomía1; la cuchilla de diamante2  y sus aplicaciones para el seccionado ultrafino de materiales biológicos y metales3; la técnica de crio-fijación ultra-rápida con helio4; el método de substitución bajo congelamiento para microscopía electrónica5; el concepto de crio-microscopía electrónica6 y el crio-microscopio electrónico7; el uso de lentes superconductoras a temperatura de helio líquido en microscopios electrónicos8 y el crio-ultramicrotomo operado a temperatura de helio liquido9. Además contribuyó a la modificación de los ultramicrotomos11; al desarrollo de filamentos de punta y de cristal único12, para proveer microhaces coherentes para la obtención de micrografías electrónicas de baja dosis electrónica disminuyendo el daño por irradiación electrónica y al desarrollo de portaespecímenes para nitrógeno y helio líquidos4.

Las contribuciones de Fernández-Morán en Biología y Medicina son múltiples y variadas, pudiéndose mencionar entre otras sus estudios pioneros sobre la estructura de las membranas de la mielina, con registro simultáneo de los espectros de difracción de rayos-X13; y sus estudios pioneros sobre las membranas mitocondriales14. Las micrografías electrónicas de Fernández-Morán fueron las primeras en revelar la complejidad de la estructura de las membranas mitocondriales14.  La correlación de datos bioquímicos y  de microscopía electrónica le permitió definir una partícula submitocondrial en la superficie de las membranas de las crestas mitocondriales14. Estas partículas, que se denominan partículas elementales o partículas de Fernández-Morán consisten de una cabeza globular, de un eje cilíndrico y de una pieza basal. Estudios ulteriores  demostraron que el eje y la pieza basal incluían un dominio (F0) transmembrana que transportaba protones a través de las membranas de las crestas y que la cabeza comprendía la ATPasa (F1), que sintetizaba ATP al pasar los protones a través de F0 siguiendo el gradiente electroquímico. Las imágenes obtenidas por Fernández-Morán14 demostraron claramente la asimetría de las proteínas en las membranas iniciando  las investigaciones bioquímicas que condujeron a una comprensión de como la quimiósmosis se acopla a la síntesis de ATP para producir una fosforilación oxidativa en las células.

Durante su carrera científica, Fernández-Morán recibió multiples reconocimientos y homenajes, tanto en Venezuela, como en el exterior, por sus contribuciones pioneras a la microscopía electrónica; entre ellas ocupó el Sillon XXVI de la Academia de Ciencias Físicas, Matemáticas y Naturales de Venezuela y la designación en su honor del  Departamento de Biología Estructural Humberto Fernández-Morán, creado en 1997 por el Instituto Venezolano de Investigaciones Científicas (IVIC), sucesor del IVNIC por él fundado 43 años antes.

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http://cbe.ivic.ve/hfm.html

CONTRIBUCIÓN DE HUMBERTO FERNÁNDEZ-MORÁN A LA MICROSCOPÍA ELECTRÓNICA. 

Humberto Fernández-Morán (1924-1999) fundador del Instituto Venezolano de Neurología e Investigaciones Cerebrales (IVNIC), precursor del actual Instituto Venezolano de Investigaciones Científicas (IVIC), contribuyó de manera fundamental al desarrollo de la técnica de la microscopía electrónica así como a sus aplicaciones en Biología y Medicina. Fernández-Morán introdujo por vez primera el concepto de crioultramicrotomía ; la cuchilla de diamante y sus aplicaciones para el seccionado ultrafino de materiales biológicos y metales ; la técnica de crio-fijación ultrarápida con helio II, el método de substitución bajo congelamiento para microscopía electrónica, el concepto de crio-microscopía electrónica  y el crio-microscopio electrónico  el uso de lentes superconductoras a temperatura de helio líquido en microscopios electrónicos  y el crio-ultramicrotomo operado a temperatura de helio liquido. Además contribuyó a la modificación de los ultramicrotomos, al desarrollo de filamentos de punta y de cristal único para proveer microhaces coherentes para la obtención de micrografías electrónicas de baja dosis electrónica disminuyendo el daño por irradiación electrónica; y al desarrollo de portaespecímenes para nitrógeno y helio líquidos. Las contribuciones de Fernández-Morán en Biología y Medicina son múltiples y variadas, permitiéndome mencionar aquí solamente una: la portada de la revista Molecular Biology of the Cell aparecida en Junio de este año reproduce dos micrografías electrónicas tomadas por Fernández-Morán consideradas entre las primeras en revelar la complejidad de la estructura de las membranas mitocondriales, producto de un estudio en que se correlacionaban datos bioquímicos yde microscopía electrónica a fin de definir una partícula submitocondrial en la superficie de las membranas de las crestas mitocondriales. Estas partículas, que se denominan partículas elementales o partículas de Fernández-Morán consisten de una cabeza globular, de un eje cilíndrico y de una pieza basal. Estudios ulterioresdemostraron que el eje y la pieza basal incluían un dominio (F0) transmembrana que transportaba protones a través de las membranas de las crestas y que la cabeza comprendía la ATPasa (F1), que sintetizaba ATP al pasar los protones a través de F0 siguiendo el gradiente electroquímico. Estas imágenes demostraron claramente la asimetría de las proteínas en las membranas iniciandolas investigaciones bioquímicas que condujeron a una comprensión de como la quimiósmosis se acopla a la síntesis de ATP para producir una fosforilación oxidativa en las células. En reconocimiento de las contribuciones hechas por Fernández-Morán a la microscopía electrónica el Instituto Venezolano de Investigaciones Científicas (IVIC) designó en su honor alDepartamento de Biología Estructural creado en 1997. 

 

CONTRIBUCIÓN DE HUMBERTO FERNÁNDEZ-MORÁN A LA BIOLOGÍA

        En el número de Junio pasado de la revista Molecular Biology of the Cell (que esta disponible en la Biblioteca Marcel Roche: Molecular Biology of the Cell 10(6), 1999) reproduce en su portada dos micrografías electrónicas tomadas por Humberto Fernández-Morán y que fueron las primeras micrografías electrónicas publicadas en revelar la complejidad de la estructura de las membranas mitocondriales.

        El Dr. Richard McInstosh, Editor Asociado de dicha revista (cuyo indice de impacto es 9.915) describe en la leyenda de dicha portada  que estas imágenes provienen de un estudio publicado en J. Cell Biol. 22: 63-100, 1964  que correlacionó datos electron-microscópicos y bioquímicos para definir una partícula submitocondrial en la superficie de las crestas mitocondriales que Fernández-Morán denominó partículas elementales y que consisten de: (1) una cabeza esférica o poliédrica de 80-100 Amgstroms de diámetro; (2) un eje cilíndrico de 50 Angstroms de longitud y 30-40 Angstroms de ancho; y (3) una pieza basal de 40x100 Angstroms. El Dr. E. Racker y sus colegas demostraron posteriormente que el eje y la base de estas particulas elementales incluían un dominio transmembrana que transporta electrones a través de las membranas de las crestas (porción F0 de la molécula),  y que la cabeza comprende la ATPasa F1 que sintetiza ATP cuando los protones pasan a traves de F0 bajo el gradiente electroquímico.

       Las imágenes de Fernández-Morán demostraron claramente la existencia de estas particulas, que se han denominado “Fernández-Morán’s particles",  así como la orientación asimétrica de estas proteinas de membranas. Estas imágenes iniciaron intensas investigaciones bioquímicas que han conducido a una mayor comprensión de las vías por las cuales la quimio-osmosis esta acoplada a la síntesis de ATP para llevar a cabo eficientemente la fosforilación oxidativa en muchos tipos de células. La estructura de las partículas elementales de  Fernandez-Moran abrió las puertas a los científicos a la complejidad y orientación asimétrica de las proteinas de membranas y ayudo a iniciar un estudio mas amplio de los complejos oligoméricos dentro de las membranas.