Nobel Hóa học 2024 vinh danh nghiên cứu về cấu trúc protein

Ngày 9/10, Viện hàn lâm Khoa học Hoàng gia Thụy Điển đã trao giải Nobel Hóa học cho 3 nhà nghiên cứu Demis Hassabis, John M. Jumper và David Baker.

Nhà hóa học David Baker (giáo sư Đại học Washington, Mỹ) đã thành công với việc xây dựng loại protein hoàn toàn mới.

Hai đồng nghiệp Demis Hassabis và John Jumper (từ Công ty Google DeepMind, trụ sở tại Anh) đã phát triển một mô hình trí tuệ nhân tạo (AI) để giải quyết một vấn đề đã tồn tại 50 năm, đó là dự đoán cấu trúc phức tạp của protein.

Protein là công cụ hóa học đóng vai trò quan trọng, kiểm soát và thúc đẩy tất cả các phản ứng hóa học tạo nên nền tảng của sự sống. Protein cũng hoạt động như hormone, chất truyền tín hiệu, kháng thể và tạo nên các mô khác nhau.

Protein thường bao gồm 20 loại axit amin khác nhau, được ví như các khối gạch tạo nên sự sống. Năm 2003, ông Baker đã thành công trong việc sử dụng những khối này để tạo ra một loại protein mới không giống bất kỳ loại protein nào khác. Từ đó, nhóm nghiên cứu của ông có thêm nhiều sáng tạo về nhiều loại protein có thể được sử dụng làm dược phẩm, vắc xin, vật liệu nano và cảm biến nhỏ.

Khám phá thứ hai được trao giải liên quan đến việc dự đoán cấu trúc protein. Trong protein, các axit amin được liên kết với nhau thành những chuỗi dài gấp lại để tạo thành cấu trúc ba chiều, đặc điểm quyết định chức năng của protein.

Từ những năm 1970, các nhà nghiên cứu đã cố gắng dự đoán cấu trúc protein từ trình tự các axit amin, nhưng điều này cực kỳ khó khăn.

Năm 2020, ông Hassabis và ông Jumper đã giới thiệu một mô hình AI có tên là AlphaFold2 giúp đoán cấu trúc của hầu như tất cả 200 triệu protein mà các nhà nghiên cứu đã xác định được. Nhờ mô hình này, các nhà nghiên cứu hiện có thể hiểu rõ hơn về việc kháng kháng sinh và khả năng tạo các enzyme có thể phân hủy nhựa, bên cạnh các ứng dụng khác.