Nobelova nagrada za kemijo 2024 je posvečena beljakovinam, genialnim kemijskim orodjem, ki poganjajo procese življenja. Davidu Bakerju je uspel skorajda nemogoč podvig – zasnoval je povsem nove vrste beljakovin. Demis Hassabis in John Jumper sta z uporabo umetne inteligence razvila model za rešitev 50 let starega problema: napovedovanje kompleksnih struktur beljakovin. Ta odkritja imajo ogromen potencial.
Raznolikost življenja priča o izjemni sposobnosti beljakovin kot kemijskih orodij. Nadzorujejo in poganjajo vse kemijske reakcije, ki skupaj predstavljajo temelj življenja. Beljakovine delujejo tudi kot hormoni, signalne molekule, protitelesa in gradniki različnih tkiv.
»Eno od letošnjih odkritij se nanaša na načrtovanje popolnoma novih beljakovin. Drugo odkritje pa uresničuje 50 let stare sanje: napovedovanje struktur beljakovin na podlagi njihovega aminokislinskih zaporedij. Obe odkritji odpirata ogromne možnosti,« pravi Heiner Linke, predsednik Nobelovega odbora za kemijo.
Beljakovine so običajno sestavljene iz 20 različnih aminokislin, ki jih lahko opišemo kot osnovne gradnike življenja. Leta 2003 je Davidu Bakerju uspelo uporabiti te bloke za oblikovanje nove beljakovine, ki ni bila podobna nobeni drugi beljakovini. Od takrat je njegova raziskovalna skupina zasnovala kar nekaj novih beljakovin, vključno z beljakovinami, ki se lahko uporabljajo kot farmacevtski izdelki, cepiva, nanomateriali ali drobni senzorji.
Drugo odkritje se nanaša na napovedovanje beljakovinskih struktur. V beljakovinah so aminokisline povezane v dolge verige, ki se zložijo v tridimenzionalno strukturo, odločilno za delovanje beljakovin. Od sedemdesetih let 20. stoletja so raziskovalci poskušali napovedati strukturo beljakovin iz zaporedij aminokislin, vendar je bilo to izjemno zahtevno. Pred štirimi leti pa je prišlo do osupljivega preboja.
Leta 2020 sta Demis Hassabis in John Jumper predstavila model AlphaFold2, ki sta ga zasnovala z umetno inteligenco. Z njegovo pomočjo sta uspela predvideti strukturo skoraj vseh 200 milijonov beljakovin, ki so jih raziskovalci identificirali do sedaj. Od njunega preboja je AlphaFold2 uporabljalo več kot dva milijona ljudi iz 190 držav. Med številnimi znanstvenimi aplikacijami lahko raziskovalci zdaj bolje razumejo odpornost na antibiotike in ustvarjajo modele encimov, ki lahko razgrajujejo plastiko.
Brez beljakovin življenje ne bi moglo obstajati. Dejstvo, da zdaj lahko predvidimo njihovo strukturo celo in oblikujemo lastne beljakovine, prinaša izjemno korist človeštvu.
Vir: https://www.nobelprize.org/prizes/chemistry/2024/press-release/
Slika: https://www.nobelprize.org/all-nobel-prizes-2024/