Премия по химии разделена между тремя, но не поровну
В среду, 9 октября, в Стокгольме представители Королевской шведской академии наук огласили вердикт о присуждении Нобелевской премии по химии за 2024 год. Нобелевская премия по химии за 2024 год присуждена трем ученым. Половина Дэвиду Бейкеру «за вычислительный дизайн белков», а другая половина Демису Хассабису и Джону М. Джамперу «за предсказание структуры белков».
Итак, Нобелевская премия по химии 2024 года присуждена за белки — гениальные химические инструменты жизни. Дэвиду Бейкеру удалось сделать почти невозможное — создать совершенно новые типы белков. А Демис Хассабис и Джон Джампер разработали модель искусственного интеллекта для решения 50-летней проблемы: предсказания сложных структур белков. Эти открытия имеют огромный потенциал, подчеркивается в пресс-релизе Нобелевского комитета.
«Одно из открытий, которое было признано в этом году, касается создания впечатляющих белков. Другое касается реализации 50-летней мечты: предсказания структуры белков по их аминокислотным последовательностям. Оба открытия открывают огромные возможности», — говорит Хайнер Линке, председатель Нобелевского комитета по химии.
Белки обычно состоят из 20 различных аминокислот, которые можно назвать строительными блоками жизни. В 2003 году Дэвиду Бейкеру удалось использовать эти блоки для создания нового белка, который не был похож ни на один другой белок. С тех пор его исследовательская группа создавала одно оригинальное белковое творение за другим, включая белки, которые можно было бы использовать в качестве фармацевтических препаратов, вакцин, наноматериалов и крошечных датчиков.
Второе открытие касается предсказания структуры белка. В белках аминокислоты связаны вместе в длинные цепи, которые складываются вместе, образуя трехмерную структуру, которая имеет решающее значение для функционирования белка. С 1970-х годов исследователи пытались предсказать структуру белка по последовательностям аминокислот, но это было чрезвычайно сложно. Однако четыре года назад произошел ошеломляющий прорыв.
В 2020 году Демис Хассабис и Джон Джампер представили модель искусственного интеллекта под названием AlphaFold2. С ее помощью они смогли предсказать структуру почти всех из 200 миллионов белков, которые идентифицировали исследователи. С момента открытия AlphaFold2 использовали более двух миллионов человек в 190 странах. Благодаря его многочисленным научным приложениям исследователи теперь могут лучше понять устойчивость к антибиотикам и визуализировать ферменты, которые могут расщеплять пластик.
Ожидая, пока Королевская шведская академия наук объявит свое решение, многочисленные эксперты, как обычно, пытались предсказать, кто может получить Нобелевскую премию по химии в этом году. Опрос ученых, проведенный сайтом Chemistry Views, дал следующий результат: эта честь будет вручена американскому биохимику. Другими областями, которые считаются наиболее вероятными, являются материалы/полимеры, физическая химия и органическая химия. Наиболее вероятными победителями, согласно этим прогнозам, являются Чи-Хуэй Вонг, биохимик из Научно-исследовательского института Скриппса в Сан-Диего, известный своей новаторской работой в области гликобиологии, а также Роберт С. Лангер и Карл Дейссерот.
А Chemistry World отметил, что аналитики и онлайн-комментаторы предложили несколько кандидатов на премию, включая молекулярную динамику, чистую энергию и предсказание трехмерной структуры белка.
Недавно Clarivate опубликовал свой ежегодный список высокоцитируемых лауреатов — исследователей, чьи работы входят в число наиболее часто цитируемых публикаций, с 2000 или более ссылок на каждую. В список вошли 22 выдающихся ученых и экономиста из шести стран, чьи работы были признаны достойными Нобелевской премии, согласно анализу Института научной информации (ISI). Из них шесть человек были отобраны в качестве кандидатов на премию по химии.
Ученые Роберто Кар из Принстонского университета, США, и Микеле Парринелло из Итальянского технологического института были отмечены за их «революционную» молекулярную динамику Кар–Парринелло, вычислительную технику, которая позволяет более эффективно моделировать молекулярную динамику. Это помогает исследователям лучше понимать химические реакции и поведение материалов на атомном уровне.
Далее в списке идут Джон Джампер, директор Google DeepMind; Демис Хассабис, исполнительный директор Google DeepMind; и биохимик Дэвид Бейкер из Вашингтонского университета. Они были отмечены за свой вклад в прогнозирование структуры белка, что привело к созданию таких ИИ, как RoseTTAFold и AlphaFold, которые могут генерировать чрезвычайно точные 3D-модели белков.
Казунари Домен из Токийского университета в Японии был выбран за его ключевую работу по активируемым светом катализаторам, которые используют солнечный свет для запуска реакций расщепления воды, что является ключевым шагом в производстве чистого водородного топлива.
Другими фаворитами в научной прессе также являются Шанкар Баласубраманян из Кембриджского университета за его работу по секвенированию следующего поколения и химии нуклеиновых кислот, и Омар Яги из Калифорнийского университета в Беркли за его работу по ковалентным органическим структурам.
В прошлом году Нобелевскую премию получили Мунджи Бавенди, Луис Брюс и наш коллега из США Алексей Екимов за открытие и разработку квантовых точек.
Самым первым лауреатом Нобелевской премии по химии стал голландец Якоб Хендрик Вант Хофф. С тех пор, с 1901 по 2023 год, Нобелевская премия по химии вручалась 115 раз, и за этот период ее получили 192 человека. Примерно в половине случаев (63 раза) Нобелевская премия по химии была вручена одному лауреату, и примерно столько же раз награда была вручена двум (25 раз) и трем (27 раз) ученым.
Нобелевская премия по химии подразумевает вручение золотой медали и денежной премии в размере 10 миллионов шведских крон (примерно 1,1 миллиона долларов США). В уставе Нобелевского фонда указано, что премия может быть разделена поровну между двумя работами, каждая из которых считается удостоенной премии: «Если работа, которая будет награждена, является работой двух или трех человек, премия присуждается им совместно. Ни в коем случае премия не может быть разделена между более чем тремя людьми».
Первым человеком, дважды получившим Нобелевскую премию по химии, был Фредерик Сенгер, в 1958 и 1980 годах. Среди химиков, удостоенных премии, есть и другие «дважды Нобелевские лауреаты»: в частности, американский химик и активист Лайнус Полинг получил премию по химии в 1954 году, а восемь лет спустя — премию мира, а Мария Кюри, в дополнение к «химической Нобелевской премии», также получила соответствующую премию по физике.
Средний возраст лауреатов Нобелевской премии по химии по-прежнему составляет 58 лет. Самым молодым лауреатом, как и прежде, считается 35-летний Фредерик Жолио, получивший премию вместе со своей женой Ирен Жолио-Кюри в 1935 году. А самым пожилым лауреатом с 2019 года считается 97-летний американский ученый Джон Гуденаф.
Как и в случае с премией по физике, премия по химии является преимущественно мужской наградой. Женщины среди химиков, удостоенных премии, представлены вышеупомянутой Марией Кюри, ее дочерью Ирен Жолио-Кюри, Дороти Кроуфут Ходжкин, Адой Йонат и Фрэнсис Арнольд, которая была награждена в 2018 году. А в 2020 году Нобелевскую премию по химии получили сразу две женщины — французский исследователь в области микробиологии, генетики и биохимии Эммануэль Шарпантье и американский биохимик Дженнифер Дудна — за разработку метода редактирования генома. Но в позапрошлом году «женский полк» среди химиков вырос — награду получила Кэролайн. Бертоцци.