Fehérjék számítógépes tervezéséért és fehérjeszerkezetek MI-s előrejelzéséért járt a kémiai Nobel-díj

David Baker a fehérjék számítógépes tervezésért, Demis Hassabis és John M. Jumper a fehérjeszerkezetek előrejelzéséért kapta az idei kémia Nobel-díjat, jelentette be Stockholmban a Svéd Királyi Tudományos Akadémia bizottsága.

„Feltörték a fehérjék elképesztő szerkezetének kódját. A 2024-es kémiai Nobel-díj a fehérjékről, az élet zseniális kémiai eszközeiről szól. David Bakernek sikerült az a szinte lehetetlen mutatvány, hogy teljesen újfajta fehérjéket építsen fel. Demis Hassabis és John Jumper mesterséges intelligenciamodellt fejlesztett ki egy 50 éves probléma megoldására: a fehérjék összetett szerkezetének előrejelzésére” – írta oldalán a Nobel-díj bizottsága.

A természetes fehérjék húsz aminosavból épülnek fel, és ezeket az aminosavakat gyakran az élet építőkockáinak is nevezik. Ezeket a kockákat használva Baker 2003-ban tervezett meg egy olyan fehérjét a Rossetta nevű számítógépes szoftverével, amely semmi máshoz nem volt hasonlítható. Később kutatócsoportja egymás után tervezett fehérjéket, amelyeket gyógyszerekként, vakcinaként, nanoanyagokként vagy apró szenzorokként tudtak felhasználni. Bakerék az egész tudományos közösséget is támogatták további kutatásokban azzal, hogy a Rosetta kódját közkinccsé tették, és a szoftver fejlesztésével új alkalmazási területek felé nyitottak.

Bakerék laboratóriumukban nanoanyagokat is alkottak, például olyat is, amelyiknél 120 fehérje kapcsolódott össze spontán.

A fehérjékben az aminosavak hosszú szálakba kapcsolódnak, amelyek összecsukódva háromdimenziós szerkezetet alkotnak, amely a fehérje működését is meghatározza. A kutatók az 1970-es évek óta próbálták a fehérjék szerkezetét aminosav-szekvenciákból megjósolni, de nagyon sokáig nem jártak eredménnyel. Négy évvel ezelőtt viszont sikerült az áttörés.

Demis Hassabis és John Jumper az AlphaFold2 mesterségesintelligencia-modelljük segítségével az összes emberi fehérje szerkezetét kiszámították. mellett gyakorlatilag az összes olyan 200 millió fehérje szerkezetét is megjósolták, amelyet a kutatók eddig a Föld élőlényeinek feltérképezése során fedeztek fel.

A Google DeepMind nyilvánosan is elérhetővé tette az AlphaFold2 kódját, és bárki hozzáférhet. A MI-modellt 2024 októberéig több mint kétmillióan használták 190 országból.

Anya és lánya is volt már díjazott

A kémiai Nobel-díjat 1901 és 2023 között 115 alkalommal ítélték oda, összesen 194-szer. Ketten, Frederick Sanger és Barry Sharpless kétszer kapták meg az elismerést, így összesen 192 kémiai Nobel-díjas van. Az első kémiai Nobelt a holland Jacobus Henricus van 't Hoff kapta meg 1901-ben a reakciósebesség, a kémiai egyensúly és az ozmotikus nyomás vizsgálata terén elért kiemelkedő munkásságáért.

A díjazottak között összesen négy magyar származású tudóst találunk. 1925-ben a magát osztráknak valló, de magyar gyökerekkel rendelkező Zsigmondy Richárd kapta meg a kémiai Nobelt a kolloidtoldatok terén elért eredményeiért. 1943-ban Hevesy Györgyöt az izotópok nyomjelzőként való felhasználásával kapcsolatos munkájáért ismerték el a díjjal. A következő magyar érdekeltségű kémiai Nobelig ezután több mint négy évtizedet kellett várni. 1986-ban a Kanadában élő Polányi János kapta azt Yuan T. Lee-vel megosztva az elemi kémiai folyamatok dinamikájával kapcsolatos felfedezéseiért. Az eddig utolsó magyar kémiai Nobel-díjas Oláh György volt, akit 1994-ben jelentettek be nyertesként a karbokation kémiához való hozzájárulásáért.

A kémiai Nobelt eddig összesen csak nyolc nő vehette át, közülük talán mindenkinek ismert a lengyel–francia Marie Curie is, aki a rádiumot és a polóniumot is felfedezte. Őt 1911-ben díjazták ezért, majd 24 évvel később lánya, Irène Joliot-Curie is átvehette a díjat, szintén radioaktív elemekkel végzett kutatásaiért. A családba még egy kémiai Nobel-díj került, mert Irène férjével, Frédéric Joliot-val együtt került a nyertesek közé. Joliot még egy rekordot is magáénak mondhat, 35 évével ő volt a legfiatalabb kémiai Nobel-díjas. A legidősebb a 97 éves John B. Goodenough volt, akit 2019-ben díjaztak.

Még három Nobel-díjat hirdetnek ki

A 2024-es Nobel-szezon hétfőn kezdődött, amikor az élettani–orvostudományi díjazottakat jelentették be. Idén két amerikai kutató, Victor Ambros fejlődésbiológus és Gary Ruvkun molekuláris biológus kapta a Nobel-díjat a mikroRNS felfedezéséért és a poszttranszkripciós génszabályozásban betöltött szerepének feltárásáért. Kedden a fizikai Nobel-díj nyerteseinek munkásságát ismertették. John Hopfieldet, a Princeton Egyetem kutatója és Geoffrey Hintont, a Torontói Egyetem kutatóját a mesterséges intelligencia kutatásában kulcsszerepet játszó gépi tanulásos kutatásaikért díjazták.

A napokban még három kategória díjazottjait hirdetik ki. Csütörtökön az irodalmi Nobel-díj, pénteken a Nobel-békedíj nyertesét nevezik meg, jövő hétfőn pedig az derül ki, ki kapja a svéd központi bank által 1968-ban alapított közgazdasági Nobel-díjat. A díjakat hagyományosan december 10-én adják át, a kitüntetést alapító Alfred Nobel 1896-ban bekövetkezett halálának évfordulóján. Az igazoló okmányon és az aranyérmén kívül minden díj mellé 11 millió svéd korona (körülbelül 390 millió forint) jár.

Alfred Nobel tehetős svéd nagyiparos, a dinamit feltalálója 1895-ben írt végrendeletében rendelkezett úgy, hogy vagyonának kamataiból évről évre részesedjenek a tudomány és az irodalom kiválóságai, valamint azok, akik a legtöbb erőfeszítést teszik a békéért. Nobel vagyona akkor 31 millió korona volt, ami mai értéken nagyjából 1,7 milliárd koronát ért. Az alapító utasításai szerint a díjat azoknak kell adni, akik az előző évben saját tudományterületükön a legnagyobb szolgálatot tették az emberiségnek. Az „előző évben” kitételt már régóta nem tartja be a Nobel-bizottság, mivel évtizedek is eltelhetnek, mire kiderül, hogy egy kutatás mennyire értékes.