Да разбиеш кода на протеините

Трима учени – Дейвид Бейкър (1962), Демис Хасабис (1976) и Джон Джъмпър (1985), получават Нобеловата награда за химия за 2024 г. за техните изследванията в областта на строежа на протеините, които крият огромен потенциал.

Половината от отличието се присъжда на Дейвид Бейкър от Вашингтонския университет в Сиатъл (САЩ) „за изчислителния модел на протеиновите структури“, а другата половина се поделя между Демис Хасабис, изпълнителен директор, и Джон Джъмпър – старши научен сътрудник в Google DeepMind, Лондон (Великобритания), „за прогнозирането на протеинови структури“, съобщи Кралската шведска академия на науките.

Дейвид Бейкър успява в почти невъзможното – изграждане на изцяло нови видове протеини.

Те обикновено се състоят от 20 различни аминокиселини, които могат да бъдат описани като градивни елементи на живота. През 2003 г. той успява да използва тези блокове, за да създаде изцяло нов протеин. Оттогава насам неговата изследователска група създава едно след друго редица протеинови творения, включително протеини, които могат да се използват като фармацевтични продукти, ваксини, наноматериали и малки сензори.

Британецът Демис Хасабис и американецът Джон Джъмпър разработват модел изкуствен интелект за решаване на 50-годишен проблем

– предсказване на сложните структури на протеините от техните аминокиселинни последователности. В протеините аминокиселините са свързани заедно в дълги редици, които се нагъват и образуват триизмерна структура, която е решаваща за функцията на протеина. От 70-те години на миналия век изследователите се опитват да предскажат протеинови структури от аминокиселинни последователности.

През 2020 г. Демис Хасабис и Джон Джъмпър представят модела AlphaFold2, с който предсказват структурата на почти всички 200 милиона протеини, идентифицирани от изследователите. От техния пробив насам моделът AlphaFold2 е използван от над 2 млн. души от 190 страни. Сред безбройните научни приложения на откритието са например тези, че

изследователите вече могат да разберат по-добре антибиотичната резистентност и да създадат модели на ензими, които могат да разграждат пластмасата.

Всъщност животът, какъвто го познаваме, не би могъл да съществува без протеини. Те контролират и управляват всички химически реакции, функционират като хормони, сигнални вещества, антитела и градивни елементи на различни тъкани. Постиженията на тазгодишните лауреати позволяват да се предвидят протеиновите структури и да се проектират нови с търсени от нас свойства.