Нобелівська премія з хімії: хто став лауреатами 2024 року
Нобелівську премію з хімії розділили американець Девід Бейкер за обчислювальне проєктування білка, британець Деміс Гассабіс і американець Джон М. Джампен за прогнозування структури білка.
Девід Бейкер (62 роки) — професор університету штату Вашингтон в Сіетлі. 48-річний Деміс Гассабіс — співзасновник і голова дослідницької компанії Google DeepMind у Лондоні. Джон М. Джампен (39 років) — старший науковий співробітник цієї ж компанії, один із наймолодших лавреатів Нобелівської премії.
«Google DeepMind» — американо-британська компанія, що працює у сфері штучного інтелекту (ШІ). Компанія була заснована у 2010 р. в Лондоні під назвою «DeepMind Technologies», а через чотири роки її придбав Google. Компанія стала відомою після створення програми «AlphaGo», що зуміла перемогти професійного гравця в го, а також створення нейромережі, здатної грати в комп’ютерні ігри як людина. Як відомо, білки зазвичай складаються з 20 різних амінокислот, які можна назвати будівельними блоками життя.
У 2003 р. Девіду Бейкеру вдалося використати ці блоки для створення абсолютно нового білка, не схожого ні на один інший. З того часу його дослідницька група створює нові білки, включаючи й ті, які можна використовувати як ліки, вакцини, наноматеріали та мініатюрні датчики.
Відкриття вчених пов’язане із передбаченням структури білків. У білках амінокислоти з’єднані у довгі ланцюги, які складаються у тривимірну структуру, що визначає функцію білка. Починаючи з 1970-х років, дослідники намагалися передбачити структуру білків за послідовностями амінокислот, але це виявилося непросто.
У 2020 р. Деміс Гассабіс та Джон М. Джампен представили систему із застосуванням технологій ШІ під назвою «AlphaFold2». З її допомогою вони змогли передбачити структуру практично всіх 200 млн білків, вже ідентифікованих дослідниками.
Компанія «Google» розробила ШІ-інструмент для виявлення небезпечних мутацій ДНК. Систему «AlphaFold2» вже використовують понад два мільйони вчених із 190 країн. З її допомогою можна більш детально дослідити таке явище, як стійкість до антибіотиків або ж конструювати ферменти, що здатні розкладати пластик.
Нобелівську премію з медицини й фізіології присуджено за відкриття мікроРНК, які регулюють роботу генів
Нобелівськими лавреатами у галузі фізіології та медицини стали американці Віктор Амброс та Гері Равкан, які відкрили фундаментальний принцип регулювання активності генів. Вони відкрили мікроРНК та визначили її роль у посттранскрипційній регуляції генів.
Що таке мікроРНК?
Кожна клітина людського тіла містить однакову генетичну інформацію, що записана у її ДНК. Однак, незважаючи на ідентичну генетичну інформацію, клітини людського тіла сильно відрізняються одна від одної за будовою та функціями. Наприклад, електричні імпульси нервових клітин відрізняються від ритмічного биття клітин серцевих м’язів. Клітини сітківки ока здатні сприймати світло, тоді як інші клітини спроможні виробляти антитіла для боротьби з інфекцією. Така різноманітність виникає у одного і того ж вихідного матеріалу завдяки експресії генів.
Американські вчені першими відкрили мікро-РНК і те, що вона контролює регуляції генів у різних тканинах. Генетична інформація надходить з ДНК у месенджер-РНК (мРНК) у результаті процесу, що називається транскрипцією, а потім у клітинний механізм для виробництва білків. Там мРНК транслюються, щоб білки вироблялися відповідно до генетичних інструкцій, що записані у ДНК.
Без можливості контролювати транскрипцію генів кожна клітина організму була б ідентичною, тому мікроРНК допомогли еволюційному розвитку складних форм життя. Аномальна регуляція мікро-РНК може сприяти розвитку раку та деяких захворювань, включаючи вроджену втрату слуху та кісткові порушення.
Амброс і Равкан проводили свої дослідження на хробаку-нематоді. Вони експериментували з мутантною формою хробака, у якої не розвивалися деякі типи клітин. У результаті науковці виділили крихітні фрагменти генетичного матеріалу, або мікроРНК, які були необхідні для розвитку хробаків. Ось як влаштований цей процес: ген або генетична інструкція міститься у нашій ДНК. Наші клітини створюють її копію, яка називається месенджер-РНК або просто мРНК (ми пам’ятаємо її з вакцин від COVID-19). Вона виходить із ядра клітини і дає команду білковим фабрикам клітини почати виробництво певного білка. Але мікроРНК заважають цьому, прилипаючи до мРНК та зупиняючи її роботу.
Подальші дослідження показали, що цей процес не унікальний для хробаків, а є основним компонентом життя на Землі.
За матеріалами: https://www.bbc.com
