Что вы представляете, когда слышите такой термин, как «сворачивание белка»? Лично я представляю вареное яйцо: когда белок нагрели и он свернулся. Вроде бы в этом процессе ничего интересного быть не может, однако в 2024 году трем ученым: Дэвиду Бейкеру, Демису Хассабису и Джону Джамперу была присуждена Нобелевская премия по химии за изучения именно этого процесса. Ну, а если быть точнее премия звучит так: «За вычислительный дизайн белков и за предсказание белковых структур».
Вообще, немного стоит вспомнить что же такое белок. Белковые молекулы играют ключевую роль в живом организме — ученые знали об этом довольно давно. В качестве самостоятельного класса биологических молекул их выделил французский химик Антуан де Фуркруа (1755-1809) в 1789 году. Столетие спустя Фридрих Энгельс определил жизнь как «способ существования белковых тел». Однако понимание того, что же такое есть белки, как они работают и как могут быть использованы, потребовало многих десятилетий работы. Теперь, после ряда эпохальных открытий можно сказать, что достаточно хорошо разобрались со структурой и функциями белков, о чем и свидетельствует Нобелевская премия по химии 2024 года.
Бейкер преуспел в «почти невозможном подвиге» создания совершенно новых видов белков. Дело в том, что белки обычно состоят из 20 разных аминокислот, которые можно описать как «строительные блоки жизни». Однако Бейкеру удалось использовать эти белки для разработки нового, не похожего на все прочие. Его разработки начали использовать в фармацевтических препаратах, вакцинах, наноматериалах и крошечных датчиках.
А его коллеги: Хассабис и Джампер разработали модель ИИ для решения 50-летней проблемы — предсказания сложных структур белков. Их модель под названием AlphaFold2 смогла предсказать структуру практически всех 200 млн белков, которые идентифицировали исследователи. Она в том числе помогает лучше понимать устойчивость к антибиотикам и создавать изображения ферментов, которые могут разлагать пластик.
Оба эти открытия открывают огромные возможности, например, появились возможность создавать новые белки, возможность предсказания структуры белков, а также возможность создания новых ферментов.