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2024年诺贝尔化学奖授予三位科学家 他们破解了蛋白质奇妙结构的密码
发布时间:2024-10-10 09:42:22

瑞典皇家科学院10月9日宣布,将2024年诺贝尔化学奖授予华盛顿大学的大卫·贝克教授、谷歌DeepMind的德米斯·哈萨比斯和约翰·贾博三位科学家,以表彰他们在蛋白质设计和蛋白质结构预测领域做出的贡献。

三位获奖者将分享1100万瑞典克朗(约合745万元人民币)奖金。其中,一半奖金授予大卫·贝克,另一半授予德米斯·哈萨比斯和约翰·贾博。

蛋白质:生命体中神奇的化学工具

生命体中如此丰富的化学反应是如何产生的?

答案是蛋白质的存在。蛋白质可以说是一种出色的化学工具。它们通常由20种氨基酸组成,可以以无数种方式组合。利用DNA中存储的信息作为蓝图,氨基酸在我们的细胞中连接在一起形成长链。

随后,蛋白质的神奇之处就出现了:氨基酸链扭曲并折叠成独特的三维结构。正是这种结构赋予蛋白质功能。

一些蛋白质成为可以制造肌肉、角或羽毛的“化学构件”,而另一些则可能成为激素或抗体。它们中的许多部分形成酶,以惊人的精度驱动生命的化学反应。位于细胞表面的蛋白质也很重要,它们充当细胞与周围环境之间的通信渠道。

创造全新的蛋白质

2003年,大卫·贝克已经学会了如何掌握生命的组成部分,并创造全新的蛋白质。他们的发现潜力巨大。此后,他的研究小组不断创造出一个又一个富有想象力的蛋白质,包括可用作药物、疫苗、纳米材料和微型传感器的蛋白质。

第二个发现涉及蛋白质结构的预测。在蛋白质中,氨基酸以长链连接在一起,折叠起来形成三维结构,这对蛋白质的功能至关重要。自1970年代以来,研究人员一直试图根据氨基酸序列预测蛋白质结构,但这非常困难。但4年前,出现了一个惊人的突破。

蛋白质结构的“谷歌搜索”

2020年,德米斯·哈萨比斯和约翰·贾博提出了一个名为AlphaFold2的AI模型。借助该模型,他们能够预测研究人员发现的几乎所有2亿种蛋白质的结构。

自他们取得突破以来,来自190个国家的200多万人使用了AlphaFold2。它充当着蛋白质结构的“谷歌搜索”。

没有蛋白质,生命就无法存在。这三位科学家的贡献,就是现在可以预测蛋白质结构,并设计自己的蛋白质,这给人类带来了巨大的利益。

棋盘游戏大师转行蛋白质研究

在社交网站X上,德米斯·哈萨比斯的最新一条信息还在祝贺自己的好友、被称为“人工智能教父”的杰弗里·辛顿获得诺贝尔物理学奖。转头,他本人拿到了诺贝尔化学奖。

德米斯·哈萨比斯一手参与创立了DeepMind。这家公司后来卖给了谷歌。他和约翰·贾博在转向蛋白质研究之前,两人曾开发出了著名的人工智能AlphaGo。2014年,人工智能AlphaGo打败了韩国围棋冠军李世石,一度引发轰动。

德米斯·哈萨比斯本人是一名棋类游戏的高手。他从4岁开始下国际象棋,13岁时达到了大师水平。

大卫·贝克和同事也开发了一款在线视频益智游戏“Foldit”,使没有科学背景的玩家也能在蛋白质研究领域帮上忙。40多万人玩过这款游戏,为研究癌症、阿尔茨海默病和埃博拉病毒做出了贡献,贝克在他的一些作品中为他们署了名。

本报综合报道

来源:都市快报   作者:   编辑:陈俊男