Подобрали ключ к «инструментам жизни». За что присудили Нобелевскую премию по химии 2024

Кому и за что присудили Нобелевскую премию по химии 2024

Биоинформатик Дэвид Бейкер, профессор Вашингтонского университета (США), Демис Хассабис и Джон Джампер из Google DeepMind (Великобритания) получили Нобелевскую премию по химии 2024 года. Бейкер — «за вычислительный дизайн белка», а Хассабис с Джемпером — «за предсказание структуры белка». Эта троица взломала код «химических инструментов жизни», говорится в официальном пресс-релизе.

Белки — это гениальные инструменты, которые управляют всеми химическими реакциями в основе жизни. При этом их разнообразие, кажется, бесконечно. 20 аминокислот, из которых обычно состоят природные белки, комбинируются огромным количеством способов, используя информацию из ДНК в качестве «схемы сборки». И от того, как аминокислоты соединятся и в какую трехмерную структуру скрутятся, будет зависеть функция белков. А они могут функционировать как гормоны, сигнальные вещества, антитела, строительные блоки различных тканей — от мышц до рогов и перьев и так далее.

Ученые по всему миру более 50 лет бились над тем, чтобы можно было прогнозировать эту структуру и, соответственно, функцию белка — над так называемой «проблемой предсказания». Однако раз за разом оказывалось, что это невозможно сделать полностью. Точно так же невозможным казалось создание совершенно новых белков, не существовавших в природе, которые бы выполняли четко заданные функции.

«В самом начале мы поняли, что возможно создать совершенно новый мир белков, которые решат множество проблем, с которыми сталкиваются люди в XXI веке. Теперь это становится возможным», — сказал Дэвид Бейкер.

Краткая история открытия

В 2003 году случился прорыв, когда Бейкеру удалось разработать компьютеризированную методику, чтобы использовать аминокислоты для получения нового белка, не похожего ни на один другой. С тех пор ученый со своей командой научился управлять этими строительными блоками жизни и создает совершенно новые виды белков для различных полезных задач. Например, для быстрого получения вакцин, целевых фармацевтических препаратов, новых наноматериалов, для создания гибких датчиков крошечных размеров и много чего еще. Благодаря открытию, например, химическая промышленность может стать в разы экологичнее, отмечают ученые.

А в 2020 году научный мир потрясло другое событие в этой области: Хассабис и Джампер представили свою модель искусственного интеллекта, которая прогнозирует структуру белка. С помощью AlphaFold2 ученые смогли со стопроцентной точностью предсказать структуру почти всех известных 200 миллионов белков по последовательностям аминокислот.

Почему это важно

Затем авторы сделали доступ к AlphaFold2 открытым для исследователей по всему миру. С тех пор ею воспользовались уже около двух миллионов человек из 190 стран. Модель применяют в разных областях. Так, предсказание структур белков позволяет нам лучше понять, как функционирует жизнь, как развиваются болезни, как появляется устойчивость к антибиотикам, почему некоторые микробы могут разлагать пластик. Специалисты также могут оценить, как белок будет взаимодействовать с другими белками или с лекарством в организме пациента.

Оба этих открытия дают человечеству огромные возможности, отмечают в Нобелевском комитете Шведской королевской академии наук. Забавно при этом лишь то, что сами лауреаты узнали о премии за несколько минут до объявления своих имен. Демис Хассабис рассказал, что его жена несколько раз сбрасывала настойчивые звонки с неизвестного номера, пока не поняла, что он шведский.

Почему Нобелевскую премию по химии в свое время не дали Дмитрию Менделееву, мы рассказывали тут.