Nació en Luarca, Asturias, en 1905, en plena depresión nacional por la pérdida de Cuba y Filipinas. Su padre murió cuando él tenía siete años y la familia se trasladó a Málaga. Allí desarrolló un precoz interés por la biología, estimulado por la fama de Ramón y Cajal y sus investigaciones.
En 1923 se va a Madrid para estudiar Medicina en la Complutense, licenciándose 6 años después e iniciándose en los estudios de doctorado. Durante sus estudios de posgrado se aloja en la Residencia de Estudiantes donde se hace amigo de Dalí y García Lorca.
Cuando logra el doctorado pasa a ser ayudante del Catedrático Juan Negrin. Este le anima a ampliar estudios en el extranjero y desarrollar su evidente talento. Amplió estudios en las universidades británicas de Londres y Glasgow y las alemanas de Berlín y Heidelberg. Durante su estancia en Alemania descubre su vocación...su pasión: La bioquímica y la fisiología.
En 1931 vuelve a Madrid con un bagaje médico impresionante. Son dias de cambio en España y para él es un gran momento. Se casa con su novia Carmen y es nombrado Profesor Ayudante de Fisiología y Bioquímica de la Universidad de Madrid, cargo que ejerce hasta 1935.
Durante este período realiza estudios importantes sobre enzimología en el Instituto Nacional para la Investigación Médica de Londres, y fue invitado a asumir la Dirección del Departamento de Fisiología del Instituto de Investigaciones Médicas de la Ciudad Universitaria de Madrid. Tiene tan solo 30 años
Al año siguiente estalla la guerra civil y España no se convierte, precisamente, en el lugar idóneo para la investigación.
Emigra con su esposa a Alemania y se establece en la Universidad de Heidelberg donde se dedica al estudio de las enzimas de la glucólisis y la fermentación. Pero su estancia duró poco ya que el jefe de su departamento era judío y fué cesado por los nazis. El fué expulsado.
Con 32 años se va a Inglaterra donde trabaja en la Universidad de Plymouth. Los tres años siguientes se dedica a estudiar la función biológica de la vitamina B1 en Oxford. Mientras tanto estalla la II Guerra Mundial y, con Gran Bretaña bajo las bombas nazis, decide trasladarse a los EEUU para trabajar en el Departamento de Farmacología de la Escuela de Medicina de la Universidad de Washington, en San Louis, y allí realizó estudios enzimológicos .En 1942, pasó a trabajar en la Universidad de Nueva York, donde permaneció gran parte de su vida. Recibió la Medalla Bewberg de 1951. Cinco años después, a instancias de su esposa, pidió la nacionalidad estadounidense. Durante esta época descubre el ARN (ácido ribonucleico), la molécula necesaria para la síntesis de proteínas. Esto le valdrá, en tres años, el Premio Nobel de Medicina. Con las investigaciones de Ochoa se inicia la carrera para descifrar el genoma humano, lo que se consigue a mediados de los noventa.
En 1975 deja su querida Universidad de Nueva York para aceptar, en España, la presidencia del Instituo de Investigación Biomolecular. Ese año se jubila pero continúa investigando.
Diez años después recibe el golpe mas duro de su vida al perder a Carmen cayendo en una profunda depresión que le retira de la docencia e investigación. Se dedica a dar conferencias. Siete años después publica su autobiografía, "la emoción de descubrir".
A finales de 1993 muere de una neumonía. Tenía 88 años este sabio humilde y tímido. Nunca trató a un paciente, pero sus descubrimientos salvaron a muchos miles en todo el mundo.
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