Biofísico alemán
Especialidad: Biofísica y optogenética
Cónyuge: Anna, bióloga molecular italiana (casados en 1996)
Hija: Nina
Premio Nobel: Fisiología o Medicina 2026
Georg Nagel nació el 24 de agosto de 1953 en Weingarten, Alemania. Biofísico especializado en proteínas sensibles a la luz, fue uno de los científicos que hicieron posible el desarrollo de la optogenética, una técnica que permite controlar mediante luz la actividad de células seleccionadas y que transformó el estudio experimental del cerebro.
Formación y primeros trabajos
Estudió Biología y Biofísica en la Universidad de Constanza y orientó progresivamente su trabajo hacia la biofísica de las membranas celulares y los mecanismos mediante los cuales determinadas proteínas permiten el paso de iones. Tras una etapa como profesor en un instituto suizo, inició en 1984 su doctorado en la Universidad Goethe de Frankfurt, que completó en 1988.
Posteriormente investigó en Estados Unidos, primero en la Universidad de Yale y después en la Universidad Rockefeller de Nueva York. En 1993 regresó a Alemania y se incorporó al Instituto Max Planck de Biofísica de Frankfurt, donde trabajó en el grupo de Ernst Bamberg. Allí comenzó a desarrollarse una línea de investigación que acabaría teniendo consecuencias inesperadas para la neurociencia.
Convertir la luz en una señal eléctrica
Uno de los pasos fundamentales llegó en 1995. Nagel y sus colaboradores demostraron que la bacteriorrodopsina, una proteína microbiana activada por la luz, podía expresarse funcionalmente en ovocitos de Xenopus laevis, la rana africana de uñas. El experimento proporcionó un sistema especialmente útil para estudiar las propiedades eléctricas de proteínas fotosensibles dentro de células animales.
A comienzos de la década siguiente, Nagel trabajó estrechamente con Peter Hegemann en unas proteínas procedentes del alga unicelular Chlamydomonas reinhardtii. En 2002 identificaron y caracterizaron Channelrhodopsin-1 (ChR1) y en 2003 hicieron lo propio con Channelrhodopsin-2 (ChR2). La importancia de esta última resultó extraordinaria: funcionaba como un canal de cationes que podía abrirse directamente mediante luz.
Nagel y sus colaboradores expresaron ChR2 en células humanas HEK293 y en otros tipos celulares y comprobaron que un pulso luminoso provocaba una intensa despolarización de la membrana. La luz podía, por tanto, convertirse directamente en una señal eléctrica dentro de una célula genéticamente modificada. Ese mecanismo proporcionaba algo que los neurocientíficos buscaban desde hacía tiempo: un interruptor rápido, controlable y genéticamente dirigible.
El nacimiento de la optogenética
Nagel y Hegemann no fueron los únicos investigadores que prepararon el terreno. Gero Miesenböck había demostrado en 2002 que era posible utilizar proteínas fotosensibles para provocar actividad neuronal mediante luz. Su sistema, basado en componentes de la maquinaria visual de la mosca Drosophila, constituyó uno de los primeros grandes pasos hacia el control óptico de las neuronas, aunque requería varios componentes y presentaba limitaciones técnicas.
Las canalrodopsinas descubiertas y caracterizadas por Nagel y Hegemann ofrecían una solución mucho más directa. Una sola proteína podía funcionar simultáneamente como receptor de luz y canal iónico. En 2005, Karl Deisseroth y sus colaboradores demostraron que ChR2 podía utilizarse para provocar potenciales de acción en neuronas de mamífero con pulsos luminosos de gran precisión temporal. Otros grupos obtuvieron resultados paralelos, mientras Nagel y sus colaboradores demostraron ese mismo año que las canalrodopsinas podían emplearse para modificar mediante luz el comportamiento de organismos vivos.
De aquella convergencia surgió la optogenética moderna. Mediante técnicas genéticas es posible hacer que determinadas poblaciones de neuronas produzcan proteínas sensibles a la luz; posteriormente, pulsos luminosos permiten activar o inhibir esas células y observar qué cambia en el organismo. El procedimiento hizo posible pasar de observar correlaciones en el cerebro a intervenir selectivamente en circuitos neuronales y estudiar sus efectos.
Más allá de las canalrodopsinas
Nagel continuó ampliando durante las décadas siguientes la caja de herramientas optogenéticas. Sus investigaciones abarcaron nuevas rodopsinas microbianas, proteínas modificadas para mejorar sus propiedades y ciclasas activadas por luz capaces de controlar mensajeros celulares como el AMP cíclico y el GMP cíclico.
Su grupo también llevó la optogenética hacia terrenos alejados de la neurociencia. Entre otros trabajos, desarrolló sistemas para manipular procesos celulares en plantas mediante luz. En experimentos con plantas de tabaco, Nagel y sus colaboradores consiguieron utilizar canalrodopsinas aniónicas para modificar el potencial de membrana, detener reversiblemente el crecimiento de tubos polínicos e incluso alterar su dirección mediante iluminación localizada.
Universidad de Würzburg
En 2004 fue nombrado profesor de Fisiología Molecular Vegetal en la Universidad Julius Maximilian de Würzburg. Ocupó esa cátedra hasta 2021 y posteriormente continuó investigando y enseñando como profesor sénior en el Instituto de Fisiología de la misma universidad.
Esa etapa como profesor sénior concluyó a finales de junio de 2026, después de más de veinte años de actividad científica en Würzburg. Cuando recibió el Nobel cuatro meses más tarde ya había finalizado ese puesto. La universidad, que en 2024 le había concedido su Medalla Röntgen, lo reconoció tras el anuncio como el decimoquinto premio Nobel de su historia.
Premio Nobel de Fisiología o Medicina 2026
El 5 de octubre de 2026, Georg Nagel fue galardonado con el Premio Nobel de Fisiología o Medicina junto con Peter Hegemann y Karl Deisseroth por sus descubrimientos sobre los canales iónicos controlados por luz y la optogenética.
El premio reconoció una cadena de descubrimientos que cambió la forma de investigar el sistema nervioso. Nagel y Hegemann identificaron y caracterizaron las canalrodopsinas y demostraron que podían convertir la luz en cambios eléctricos de la membrana celular; Deisseroth desarrolló posteriormente su utilización para controlar con luz la actividad de neuronas. La optogenética se convirtió así en una herramienta empleada en laboratorios de todo el mundo para investigar los circuitos relacionados con el movimiento, la memoria, las emociones y numerosos trastornos neurológicos y psiquiátricos.
Nagel recibió la noticia del Nobel mientras se encontraba en Italia. El galardón culminaba más de cuatro décadas de investigación sobre proteínas de membrana, fotoreceptores microbianos y mecanismos capaces de transformar la luz en señales biológicas controlables.
Reconocimientos
Antes de recibir el Nobel, Nagel había acumulado algunos de los principales reconocimientos internacionales vinculados al desarrollo de la optogenética. En 2010 obtuvo, junto con Peter Hegemann y Ernst Bamberg, el Wiley Prize in Biomedical Sciences y el Karl Heinz Beckurts Prize. Posteriormente recibió, entre otras distinciones, el International Prize for Translational Neuroscience, el Louis-Jeantet Prize for Medicine, The Brain Prize y el Rumford Prize.
En 2020 compartió con Gero Miesenböck y Peter Hegemann el Shaw Prize in Life Science and Medicine por sus contribuciones al desarrollo de la optogenética. Cuatro años después recibió la Medalla Röntgen de la Universidad de Würzburg. El Premio Nobel de Fisiología o Medicina de 2026 situó definitivamente su nombre entre los científicos que hicieron posible controlar procesos celulares con una herramienta tan elemental como extraordinaria: la luz.
