瑞典皇家科學院10月9日宣布,將2024年諾貝爾化學獎授予華盛頓大學的大衛(wèi)·貝克教授、谷歌DeepMind的德米斯·哈薩比斯和約翰·賈博三位科學家,以表彰他們在蛋白質設計和蛋白質結構預測領域做出的貢獻。
三位獲獎者將分享1100萬瑞典克朗(約合745萬元人民幣)獎金。其中,一半獎金授予大衛(wèi)·貝克,另一半授予德米斯·哈薩比斯和約翰·賈博。
蛋白質:生命體中神奇的化學工具
生命體中如此豐富的化學反應是如何產生的?
答案是蛋白質的存在。蛋白質可以說是一種出色的化學工具。它們通常由20種氨基酸組成,可以以無數種方式組合。利用DNA中存儲的信息作為藍圖,氨基酸在我們的細胞中連接在一起形成長鏈。
隨后,蛋白質的神奇之處就出現了:氨基酸鏈扭曲并折疊成獨特的三維結構。正是這種結構賦予蛋白質功能。
一些蛋白質成為可以制造肌肉、角或羽毛的“化學構件”,而另一些則可能成為激素或抗體。它們中的許多部分形成酶,以驚人的精度驅動生命的化學反應。位于細胞表面的蛋白質也很重要,它們充當細胞與周圍環(huán)境之間的通信渠道。
創(chuàng)造全新的蛋白質
2003年,大衛(wèi)·貝克已經學會了如何掌握生命的組成部分,并創(chuàng)造全新的蛋白質。他們的發(fā)現潛力巨大。此后,他的研究小組不斷創(chuàng)造出一個又一個富有想象力的蛋白質,包括可用作藥物、疫苗、納米材料和微型傳感器的蛋白質。
第二個發(fā)現涉及蛋白質結構的預測。在蛋白質中,氨基酸以長鏈連接在一起,折疊起來形成三維結構,這對蛋白質的功能至關重要。自1970年代以來,研究人員一直試圖根據氨基酸序列預測蛋白質結構,但這非常困難。但4年前,出現了一個驚人的突破。
蛋白質結構的“谷歌搜索”
2020年,德米斯·哈薩比斯和約翰·賈博提出了一個名為AlphaFold2的AI模型。借助該模型,他們能夠預測研究人員發(fā)現的幾乎所有2億種蛋白質的結構。
自他們取得突破以來,來自190個國家的200多萬人使用了AlphaFold2。它充當著蛋白質結構的“谷歌搜索”。
沒有蛋白質,生命就無法存在。這三位科學家的貢獻,就是現在可以預測蛋白質結構,并設計自己的蛋白質,這給人類帶來了巨大的利益。
棋盤游戲大師轉行蛋白質研究
在社交網站X上,德米斯·哈薩比斯的最新一條信息還在祝賀自己的好友、被稱為“人工智能教父”的杰弗里·辛頓獲得諾貝爾物理學獎。轉頭,他本人拿到了諾貝爾化學獎。
德米斯·哈薩比斯一手參與創(chuàng)立了DeepMind。這家公司后來賣給了谷歌。他和約翰·賈博在轉向蛋白質研究之前,兩人曾開發(fā)出了著名的人工智能AlphaGo。2014年,人工智能AlphaGo打敗了韓國圍棋冠軍李世石,一度引發(fā)轟動。
德米斯·哈薩比斯本人是一名棋類游戲的高手。他從4歲開始下國際象棋,13歲時達到了大師水平。
大衛(wèi)·貝克和同事也開發(fā)了一款在線視頻益智游戲“Foldit”,使沒有科學背景的玩家也能在蛋白質研究領域幫上忙。40多萬人玩過這款游戲,為研究癌癥、阿爾茨海默病和埃博拉病毒做出了貢獻,貝克在他的一些作品中為他們署了名。
本報綜合報道
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