Nagroda Nobla z chemii została przyznana Davidowi Bakerowi „za obliczeniowe projektowanie białek” oraz Demisowi Hassabisowi i Johnowi M. Jumperowi „za przewidywanie struktury białek”.
W poniedziałek rozpoczął się Tydzień Noblowski tradycyjnie od przyznania Nagrody Nobla z medycyny i fizjologii, którą otrzymali Victor Ambros i Gary Ruvkun za odkrycie mikroRNA i jego roli w potranskrypcyjnej regulacji genów (więcej na ten temat w tekście: Ogłoszono laureatów Nagrody Nobla 2024 z medycyny i fizjologii). Wczoraj przyznano Nagrodę z fizyki, a otrzymali ją John J. Hopfield i Geoffrey E. Hinton „za fundamentalne odkrycia i wynalazki, które umożliwiają uczenie maszynowe z wykorzystaniem sztucznych sieci neuronowych” (więcej w tekście: Przyznano Nagrodę Nobla 2024 z fizyki). Dziś poznaliśmy laureatów Nobla z chemii, a jutro Akademia Szwedzka ogłosi nazwisko laureata literackiej Nagrody Nobla, a w piątek Norweski Komitet Noblowski poinformuje o przyznaniu Pokojowej Nagrody Nobla. W następny poniedziałek poznamy laureata lub laureatów tzw. ekonomicznego Nobla, jedynej nagrody, której w swoim testamencie nie wymienił fundator nagrody Alfred Nobel. Nagrodę przyznaje Centralny Bank Szwecji.
Nagroda Nobla 2024 z chemii
Tegoroczną Nagrodą Nobla z chemii podzielą się David Baker za projektowanie białek z wykorzystaniem metod obliczeniowych oraz Demis Hassabis i John M. Jumper za przewidywanie struktury białek.
Nagroda Nobla w dziedzinie chemii 2024 dotyczy białek – narzędzi chemicznych życia. David Baker dokonał niemal niemożliwego wyczynu. Zbudował zupełnie nowych rodzajów białek. Z kolei Demis Hassabis i John Jumper opracowali model sztucznej inteligencji rozwiązujący 50-letni problem, jakim było przewidywanie złożonych struktur białek.
Te odkrycia mają ogromny potencjał. Różnorodność życia świadczy o niesamowitych możliwościach białek jako narzędzi chemicznych. Kontrolują one i napędzają wszystkie reakcje chemiczne, które razem stanowią podstawę życia. Białka pełnią również funkcję hormonów, substancji sygnałowych, przeciwciał i elementów budulcowych różnych tkanek.
„Jedno z odkryć uhonorowanych w tym roku dotyczy budowy białek, drugie spełnienia 50-letniego marzenia: przewidywania struktur białek na podstawie ich sekwencji aminokwasowych. Oba otwierają ogromne możliwości – powiedział Heiner Linke, przewodniczący Komitetu Noblowskiego w dziedzinie chemii.
Białka składają się zazwyczaj z różnych aminokwasów, które można opisać jako elementy składowe życia. W 2003 r. Davidowi Bakerowi udało się wykorzystać te elementy do zaprojektowania nowego białka, które nie przypominało żadnego innego białka. Od tego czasu jego grupa badawcza tworzyła jedno pomysłowe białko po drugim, w tym białka, które mogą być stosowane jako leki, szczepionki, nanomateriały i maleńkie czujniki.
Drugie odkrycie dotyczy przewidywania struktur białek. W białkach aminokwasy są połączone w długie łańcuchy, które zwijają się, tworząc trójwymiarową strukturę. To ona determinuje funkcję białka. Od lat 70. naukowcy próbowali przewidywać struktury białek na podstawie sekwencji aminokwasów, ale było to niezwykle trudne. Jednak cztery lata temu nastąpił oszałamiający przełom.
W 2020 roku Demis Hassabis i John Jumper zaprezentowali model sztucznej inteligencji o nazwie AlphaFold. Dzięki niemu byli w stanie przewidzieć strukturę praktycznie wszystkich 200 milionów białek zidentyfikowanych przez naukowców. Od ich przełomu AlphaFold zostało wykorzystane przez ponad dwa miliony osób ze 190 krajów. Wśród niezliczonych zastosowań naukowych uczeni mogą teraz lepiej zrozumieć oporność na antybiotyki i tworzyć obrazy enzymów, które mogą rozkładać plastik.
Więcej na temat AlphaFold w tekstach: Sztuczna inteligencja rozwiązała jeden z trudniejszych problemów w biologii oraz Sztuczna inteligencja przewiduje kształt prawie każdego znanego nauce białka.
Nagroda Nobla 2023 z chemii
W ubiegłym roku Nagrodę Nobla z chemii otrzymali Moungi G. Bawendi, Louis E. Brus i Aleksiej I. Ekimow „za odkrycie i syntezę kropek kwantowych”.
Nagroda honoruje odkrycie i rozwój kropek kwantowych. Mają one unikalne właściwości i obecnie i są wykorzystywane chociażby w wyświetlaczach LED. Katalizują reakcje chemiczne, a ich przejrzyste światło może oświetlić tkankę nowotworową dla chirurga. Naukowcy wierzą, że w przyszłości kropki kwantowe mogą przyczynić się do powstania elastycznej elektroniki, maleńkich czujników, cieńszych ogniw słonecznych i być może szyfrowanej komunikacji kwantowej.
W 1993 roku Moungi Bawendi zrewolucjonizował metody wytwarzania kropek kwantowych. Dzięki niemu ich jakość jest niezwykle wysoka, co jest niezbędnym warunkiem ich zastosowania w dzisiejszej nanotechnologii.
Na początku lat 80. Louis Brus i Aleksiej Ekimow stworzyli – niezależnie od siebie – kropki kwantowe, czyli nanocząstki tak drobne, że efekty kwantowe determinują ich charakterystykę.
Obecnie kropki kwantowe stanowią ważną część zestawu narzędzi nanotechnologii. Laureaci Nagrody Nobla 2023 w dziedzinie chemii byli pionierami w badaniu tego nanoświata.
Więcej na temat ubiegłorocznej Nagrody Nobla z chemii w tekście: Ogłoszono laureatów Nagrody Nobla 2023 z chemii.
Nagrody Nobla z chemii
Regulamin Nagrody Nobla mówi, że można nią uhonorować maksymalnie trzy osoby. W ostatnim czasie Fundacja Noblowska podwyższyła wysokość nagrody do 11 milionów koron szwedzkich. To w przeliczeniu daje około miliona euro. Laureaci otrzymają także medal oraz dyplom.
Dotychczas przyznano 115 Nagród Nobla z chemii. Wśród laureatów jest Maria Curie-Skłodowska, która otrzymała Nagrodę Nobla z chemii w 1911 roku. Osiem lat wcześniej otrzymała Nagrodę Nobla z fizyki. Nobel z chemii sprawił, że była wówczas jedyną osobą, która dwukrotnie otrzymała tę prestiżową nagrodę. Od 1901 roku przyznano Nobla z chemii łącznie 193 osobom.
Frederick Sanger jako jedyny dwukrotnie otrzymała Nagrodę Nobla z chemii. W 1958 został wyróżniony za pionierską metodę ustalania struktury białek, a w 1980 roku został nagrodzony za opracowanie metody sekwencjonowania DNA.
Najmłodszym noblistą z chemii jest Frédéric Joliot, który miał 35 lat, gdy odbierał nagrodę w 1935 roku. Frédéric otrzymał nagrodę wraz Irène Joliot-Curie – córką Marii Skłodowskiej-Curie, za odkrycie sztucznej promieniotwórczości. Najstarszy to Johna B. Goodenough nagrodzony w 2019 roku za rozwój akumulatorów litowo-jonowych. Podczas ceremonii rozdania nagród miał 97 lat.
Źródło: nobelprize.org, fot. David Monniaux / Wikimedia Commons/ CC BY-SA 2.0