Выпускник Чикагского университета стал одним из трех ученых, которые были удостоены Нобелевской премии по химии

Выпускник Чикагского университета стал одним из трех ученых, которые были удостоены Нобелевской премии по химии за создание мощных методов предсказания и даже разработки новых белков — основополагающих компонентов жизни. Эти методы, использующие передовые технологии, в том числе машинное обучение, имеют потенциал кардинально изменить процесс разработки новых лекарств.

Премия была присуждена Дэвиду Бейкеру, работающему в Университете Вашингтона в Сиэтле, а также Демису Хассабису и Джону Джамперу, работающим в лаборатории Google DeepMind, британско-американской исследовательской лаборатории искусственного интеллекта, базирующейся в Лондоне. Джон Джампер получил докторскую степень в области теоретической химии в Чикагском университете в 2017 году и стал 100-м лауреатом Нобелевской премии, связанным с этим учебным заведением, а также 19-м обладателем этой престижной награды в области химии.

«Это абсолютно невероятно», — сказал Джампер в интервью сотрудникам Нобелевского комитета. «Я долгое время был вычислительным биологом и всегда говорил на своих лекциях: “Нам нужно, чтобы это работало”. Мы должны использовать вычислительные технологии для решения биологических проблем, и я очень рад, что это начинает воплощаться в реальность».

Научный руководитель Джампера из Чикагского университета, профессор биохимии Тобин Сосник, отметил, что Джон поступил в аспирантуру уже более зрелым студентом по сравнению с другими и проявлял необычайную самостоятельность. «Он был невероятно умным и часто занимался самостоятельным изучением материалов», — сказал Сосник. «Иногда мне казалось, что он сам проводит обучение, так как разбирался в областях, с которыми я был менее знаком».

Сосник также добавил, что Джампер всегда находил время для помощи своим однокурсникам, и они могли часами обсуждать различные темы в рамках программы.

Председатель кафедры химии Чикагского университета Дживун Пак заявил: «Какое счастье видеть, что наши выпускники, Джон Джампер и Мунджи Баенди, получают Нобелевские премии два года подряд! Признание доктора Джампера является свидетельством первопроходческих исследований, проводимых в химическом отделении Чикагского университета, и успеха нашей миссии — подготовить будущих лидеров в области химии». Джампер планирует вернуться в университет в следующем году, чтобы выступить с лекцией в 2025 году.

Председатель Нобелевского комитета по химии Хайнер Линке отметил, что премия была присуждена за исследования, которые раскрыли давние научные тайны. «Эта задача десятилетиями считалась одной из самых больших проблем в химии, особенно в биохимии. Поэтому это прорыв, который сегодня удостоен награды», — добавил он.

За что присуждена Нобелевская премия по химии?

Белки — это сложные молекулы, состоящие из тысяч атомов, которые могут принимать бесконечное количество форм, изгибаясь, сворачиваясь и закручиваясь. Именно форма белка определяет его биологическую функцию. Долгие годы ученые мечтали о возможности эффективно разрабатывать и создавать новые белки.

Дэвид Бейкер, чья работа финансировалась Национальными институтами здоровья с 1990-х годов, создал компьютерную программу под названием Rosetta, которая помогала анализировать информацию о существующих белках в обширных базах данных и создавать новые белки, которые не существуют в природе.

«Кажется, теперь можно создавать практически любой тип белков с этой технологией», — заявил Йохан Эквист из Нобелевского комитета.

Хассабис и Джампер разработали модель искусственного интеллекта AlphaFold2, которая смогла предсказать структуру практически всех 200 миллионов белков, известных ученым на данный момент.

«Они смогли разгадать код. С умелым использованием искусственного интеллекта они сделали возможным предсказание сложной структуры практически любого известного белка в природе», — сказал Линке.

Почему это важно?

Способность разрабатывать новые белки и лучше понимать существующие может позволить ученым создавать новые виды лекарств и вакцин. Также это открытие может помочь в разработке ферментов для разложения пластиков или других отходов, а также в создании высокочувствительных сенсоров для обнаружения опасных веществ.

«Я считаю, что нас ждут потрясающие перспективы создания более эффективных лекарств — таких, которые будут работать только в нужное время и в нужном месте в организме», — сказал Бейкер в интервью Associated Press.

Одним из примеров является потенциальный назальный спрей, который может замедлить или остановить быстрое распространение определенных вирусов, таких как COVID-19. Другим примером является лекарство, которое может нарушить развитие так называемого цитокинового шторма — опасного состояния, связанного с чрезмерной иммунной реакцией.

Бейкер отметил, что достижения Хассабиса и Джампера в области искусственного интеллекта дали его команде значительное преимущество. «Прорывы, достигнутые Демисом и Джоном в предсказании структуры белков, показали нам всю мощь ИИ. Это подтолкнуло нас к применению этих методов для разработки белков, что значительно повысило точность и возможности наших исследований», — сказал он.

Реакция лауреатов

Бейкер признался, что узнал о присуждении премии ранним утром вместе со своей женой, которая сразу же начала кричать от радости.

Хассабис в своем заявлении отметил, что получение Нобелевской премии — это «честь всей жизни». Один из ведущих британских специалистов в области технологий, он основал исследовательскую лабораторию DeepMind в 2010 году, которая позднее была приобретена Google. Прорывы DeepMind включают создание системы искусственного интеллекта, которая смогла освоить китайскую игру го и обыграть мирового чемпиона гораздо быстрее, чем ожидалось.

Джампер в своем заявлении сказал, что для него честь «помочь нам понять мир белков».