W trzecim dniu tygodnia noblowskiego ogłoszono tegorocznych laureatów w dziedzinie chemii. Werdyktem Komisji Noblowskiej nagroda została przyznana Amerykaninowi Davidowi Bakerowi oraz Brytyjczykom Demisowi Hassabisowi i Johnowi M. Jumperowi. Naukowcy zostali nagrodzeni za swoje przełomowe badania nad złamaniem kodu struktur białka:
- Jedno z odkryć, które zostało docenione w tym roku, dotyczy konstrukcji spektakularnych białek. Drugie dotyczy spełnienia 50-letniego marzenia: przewidywania struktur białek na podstawie ich sekwencji aminokwasowych. Oba te odkrycia otwierają ogromne możliwości - powiedział przy ogłoszeniu werdyktu Heiner Linke, przewodniczący Komitetu Noblowskiego w dziedzinie chemii.
Jakie jest znaczenie dokonań tegorocznych noblistów dla nauki i życia codziennego? W audycji "Popołudniówa" Weronika Puszkar w ramach cyklu "O co chodzi z tymi Noblami?" wspólnie z ekspertami objaśnia istotę osiągnięcia nagrodzonych naukowców oraz jego znaczenie dla społeczeństwa.
11:05 Popołudniówa 09.10.2024 Nagrody Nobla z chemii godz.15.04.mp3 O co chodzi z tymi Noblami? O Nagrodzie Nobla w dziedzinie chemii mówi Weronika Puszkar
Dzięki pracy tegorocznych noblistów dziś możemy przewidywać strukturę milionów białek
Zgodnie z wyjaśnieniem Komitetu Noblowskiego tegoroczni laureaci odkryli "sekrety białek dzięki obliczeniom i sztucznej inteligencji".
Pełne zrozumienie i opanowanie chemicznych narzędzi życia - białek - było marzeniem świata nauki od dawna. "To marzenie jest teraz w zasięgu ręki. Demis Hassabis i John M. Jumper z powodzeniem wykorzystali sztuczną inteligencję do przewidzenia struktury niemal wszystkich znanych białek. David Baker nauczył się, jak opanować elementy budulcowe życia i tworzyć zupełnie nowe białka. Potencjał ich odkryć jest ogromny" - pisze w uzasadnieniu nagrody Komitet.
David Baker dokonał niemal niemożliwego wyczynu zbudowania zupełne nowych rodzajów białek, które można wykorzystać jako produkty farmaceutyczne, szczepionki, nanomateriały i miniaturowe czujniki.
Drugie odkrycie z kolei dotyczy przewidywania struktur białek. Od lat 70. XX wieku naukowcy próbowali przewidywać je na podstawie sekwencji aminokwasów, ale było to niezwykle trudne. W 2020 roku Demis Hassabis i John Jumper zaprezentowali model AI o nazwie AlphaFold2, dzięki któremu możliwe jest przewidywanie struktur praktycznie wszystkich 200 milionów białek zidentyfikowanych przez badaczy. Narzędzie sprawia, że teraz możliwe jest zrozumienie np. oporności organizmu na antybiotyki.
Zobacz także:
Weronika Puszkar w swoim reportażu o wagę dokonań tegorocznych noblistów spytała m.in. prof. dr. hab. Sławomira Sęka z Zakładu Chemii Nieorganicznej i Analitycznej Wydziału Chemii UW:
- Zostało nagrodzone dokonanie, które daje nam narzędzie otwierające niesłychane możliwości w kontekście poznania zarówno struktury, jak i funkcji białek, co może się przekładać na wiele dziedzin takich jak biologia molekularna czy medycyna, chociażby w kontekście projektowania leków albo projektowania wręcz terapii skrojonych pod konkretne potrzeby. Dzięki tym odkryciom możliwa jest obserwacja jak białka, które funkcjonują w obrębie naszego organizmu, oddziałują z cząsteczkami, które mogą potencjalnie być lekiem. Do tej pory to wymagało tak zwanego screeningu, czyli przebadania setek różnych związków metodami eksperymentalnymi, co było czasochłonne i kosztochłonne. Natomiast wykorzystując te metody, ten czas się skraca ze względu na to, że możemy zawęzić grupę, z której wybieramy najbardziej obiecujące białka, czyli te, które mają potencjał leczniczy - mówi ekspert.
Korzyści dla ludzkości
W wyjaśnieniu specjalistycznym Szwedzka Akademia Nauk podkreśla, że niesamowita wszechstronność białek jako narzędzi chemicznych znajduje odzwierciedlenie w ogromnej różnorodności życia. "To, że teraz możemy tak łatwo zwizualizować strukturę tych małych maszyn molekularnych, jest oszałamiające; pozwala nam lepiej zrozumieć, jak funkcjonuje życie, w tym dlaczego rozwijają się niektóre choroby, jak powstaje oporność na antybiotyki lub dlaczego niektóre mikroby mogą rozkładać plastik" - czytamy.
Możliwość tworzenia białek, które są pełne nowych funkcji, również przyniesie społeczeństwu ogromne korzyści:
"Może to prowadzić do nowych nanomateriałów, ukierunkowanych leków, szybszego rozwoju szczepionek, minimalnych czujników i bardziej ekologicznego przemysłu chemicznego - aby wymienić tylko kilka zastosowań, które przynoszą największe korzyści ludzkości" - czytamy w wyjaśnieniu.
Weronika Puszkar w swoim reportażu spytała profesora Sławomira Sęka, gdzie można z odkrycia tegorocznych noblistów skorzystać już teraz:
- Szeroko jest wykorzystywane w laboratoriach naukowców, medycynie i przemyśle farmaceutycznym. Czyli wszędzie tam, gdzie mówimy o projektowaniu leków. Ale wykorzystywane jest w medycynie do zrozumienia podstaw powstawania chorób i zmian, które zachodzą w organizmie właśnie w obrębie białek - tłumaczy naukowiec.
O tym, w jaki sposób będzie można z tego odkrycia korzystać w przyszłości, opowiedział z kolei prof. dr hab. Jacek Jemielity z Centrum Nowych Technologii UW:
- Jest potencjalnie możliwe, że będziemy mogli modyfikować organizmy, czyli tworzyć białka, których nasz organizm sam nie wytwarza, i dzięki temu poprawiać różne funkcje w naszym organizmie. Nie znaczy to, że posiądziemy oczywiście takie funkcje, jakie mają bohaterowie w filmach Marvela. Ale będziemy mogli tworzyć takie białka, które - oczywiście jest to przykład zupełnie hipotetyczny- będą mogły na przykład trawić nowe materiały. Stworzymy takie enzymy, które będą trawiły składniki pokarmu, które w tej chwili dla nas są nie do strawienia. Albo też stworzymy takie białka, które będą wydajniej przenosiły tlen z płuc do żywych komórek. Mamy mnóstwo różnych białek, które pełnią różne funkcje, i każdą z tych funkcji możemy starać się teraz poprawić. Możemy zmieniać właściwości tych białek dzięki temu, że wiemy, jaką one strukturę przyjmują - tłumaczy ekspert.
***
Na cykl "O co chodzi z tymi Noblami?" od poniedziałku (7.10) codziennie o 15.00 w "Popołudniówie" zaprasza Weronika Puszkar.
AGJ/wmkor
