Nobelovu cenu za chémiu získali traja vedci za výskum v oblasti bielkovín

Nobelovu cenu za chémiu za rok 2024 získal David Baker z Washingtonskej univerzity a Briti Demis Hassabis s Johnom Jumperom zo spoločnosti Google DeepMind za výskum týkajúci sa bielkovín. Oznámil to generálny tajomník švédskej Kráľovskej akadémie vied Hans Ellegren.

Polovica celkovej peňažnej odmeny vo výške 11 miliónov švédskych korún (milión eur) pôjde Bakerovi a druhá polovica britským vedcom.

Chemici sa viac než polstoročie snažili odvodiť si trojrozmernú štruktúru bielkoviny zo sekvencie aminokyselín. Vedcom z výskumného laboratória umelej inteligencie spoločnosti Google sa teraz podarilo využiť AI na predvídanie štruktúry takmer všetkých známych bielkovín na Zemi, ktorých je 200 miliónov.

Kód pre umelú inteligenciu AlphaFold2, ktorý spoločnosť Google sprístupnila verejnosti, nazvala švédska vedecká akadémia „zlatou baňou pre vedcov“. AlphaFold2 doteraz využili viac než dva milióny ľudí zo 190 krajín.

„Predtým často trvalo celé roky zistiť štruktúru bielkoviny – ak sa to vôbec podarilo. Teraz sa to dá urobiť za pár minút,“ uvádza Kráľovská akadémia vied. Pripúšťa, že model AI nie je dokonalý, ale dokáže odhadnúť pravdepodobnosť, do akej miery je ním vytvorená štruktúra správna.

Davidovi Bakerovi sa zas podarilo to, čo mnohí vedci donedávna považovali za nemožné: vytvoriť úplne nové bielkoviny s celkom novými funkciami. Dokázal to s pomocou počítačového programu Rosetta na predvídanie štruktúr bielkovín, ktorý predstavil v roku 1998.

Neskôr sa rozhodol vyskúšať s programom opačný proces: namiesto zadávania sekvencií aminokyselín s cieľom získať štruktúru bielkoviny bolo jeho úlohou prostredníctvom zadanej požadovanej proteínovej štruktúry získať návrhy na aminokyselinovú sekvenciu a vytvoriť tak novú bielkovinu.

Bakerova výskumná skupina nakreslila bielkovinu s úplne novou štruktúrou a nechala program Rosetta spočítať, ktorý typ sekvencie aminokyselín by mohol viesť k požadovanému proteínu. Rosetta prehľadala databázu všetkých známych proteínových štruktúr a hľadala krátke fragmenty bielkovín, ktoré mali podobnosť s požadovanou štruktúrou. Tieto fragmenty potom optimalizovala a navrhla sekvenciu aminokyselín. Tak sa ukázalo, že Rosetta dokáže skonštruovať novú bielkovinu.

Dovtedy sa vedcom podarilo iba napodobniť existujúce štruktúry bielkovín. Proteín vytvorený Rosettou však bol jedinečný, niečo také sa v prírode nevyskytovalo. So svojimi 93 aminokyselinami bol zároveň najväčším proteínom vytvoreným de novo.

Baker kód pre Rosettu sprístupnil. Vedci program ďalej vyvíjajú a nachádzajú preň ďalšie oblasti využitia, dodala Kráľovská akadémia vied.