Двое учёных из Google DeepMind и американский биохимик были удостоены Нобелевской премии по химии 2024 года за прорыв в предсказании и разработке структуры белков.
Половину премии разделяют Демис Хассабис, британский основатель DeepMind, и Джон Джампер, который руководил разработкой модели искусственного интеллекта AlphaFold, которая предсказывает структуру белков на основе их химической последовательности.
Другая половина была присуждена профессору Дэвиду Бейкеру из Вашингтонского университета, чьи вычислительные исследования привели к созданию совершенно новых видов белков, которые можно найти в вакцинах, наноматериалах и крошечных сенсорах.
Победители были объявлены Шведской королевской академией наук в Стокгольме и разделят премию в 11 миллионов шведских крон (810 000 фунтов стерлингов) за вычислительный дизайн белков и предсказание структуры белков.
Хассабис и Джампер, которых высоко оценили как потенциальных победителей, обнаружили, что им вручили приз всего за несколько минут до объявления. «Я не думаю, что у них был какой-либо из наших номеров», — сказал Хассабис, добавив, что его жена отклонила несколько звонков по Skype, прежде чем поняла, что они были со шведского номера.
«Получить Нобелевскую премию — это невероятная честь на всю жизнь», — сказал он. «Я всю свою жизнь работал над искусственным интеллектом, мечтая о таком влиянии… где мы сможем использовать его на благо общества».
Выступая на брифинге сразу после объявления, Бейкер рассказал, что амбиции по созданию совершенно новых белков начались как мечта более 20 лет назад. По его словам, достижения в области компьютерных технологий и научного понимания за прошедшие годы проложили путь к тому, чтобы это видение оказало значимое влияние на мир, по его словам, в том числе на разработку новых вакцин от коронавируса.
«Сначала мы поняли, что возможно создать совершенно новый мир белков, которые решат множество проблем, с которыми сталкивается человечество в 21 веке», — сказал Бейкер. «Теперь это становится возможным».
Хайнер Линке, председатель Нобелевского комитета по химии, сказал: «Одно из открытий, признанных в этом году, касается создания впечатляющих белков. Другой — об исполнении 50-летней мечты: предсказании структуры белков на основе их аминокислотных последовательностей. Оба эти открытия открывают огромные возможности».
Белки контролируют и управляют всеми химическими реакциями, которые являются основой жизни. Они функционируют как гормоны, антитела и строительные блоки различных тканей. Миссией Бейкера было создание новых белков, не существующих в природе, и в 2003 году ему это удалось. С тех пор его группа создала новые белки, которые нашли широкое применение в медицине и материаловедении.
после продвижения информационного бюллетеня
Белки обычно состоят из 20 различных аминокислот, которые связаны друг с другом в длинные нити, которые складываются, образуя трехмерные структуры. Именно эти структуры, а также химический состав определяют, как белки будут взаимодействовать и, например, будут ли они связываться с лекарством в организме. С 1970-х годов ученые работали над тем, что стало известно как «проблема предсказания»: определение трехмерной структуры белка, исходя только из его химической последовательности. Проблема казалась теоретически неразрешимой, и прогресс шел медленно.
Четыре года назад произошел прорыв. В 2020 году Хассабис и Джампер объявили о разработке модели искусственного интеллекта под названием AlphaFold 2. Выступая на брифинге в среду, Джампер сказал, что модели глубокого обучения предоставили правильный вид математики для решения «непреодолимой сложности биологии».
С его помощью им удалось предсказать структуру практически всех 200-метровых белков, идентифицированных исследователями. С момента своего прорыва AlphaFold 2 использовался более чем 2 миллионами человек из 190 стран в таких целях, как изучение устойчивости к антибиотикам и разработка ферментов, способных разлагать пластик.
Хассабис сказал, что Alphafold следует рассматривать как доказательство потенциала ИИ для ускорения научных открытий – и для пользы общества, но добавил, что как «технология двойного назначения» ИИ также может быть использован во вред. «Я всегда чувствовал, что это будет одна из самых преобразующих технологий в истории человечества», — сказал он.
Он добавил: «Нам действительно нужно очень хорошо подумать… о том, как расширить возможности хороших вариантов использования и одновременно смягчить… плохие варианты использования. Это также несет в себе риски, и мы должны их осознавать».
Доктор Аннет Доэрти, президент Королевского химического общества, сказала: «Польза от этого исследования замечательна, поскольку мы все можем рассчитывать на то, что его применение улучшит наше здоровье и благополучие. Я уверен, что их работы окажутся столь же вдохновляющими для будущих поколений, как и открытия их предшественников, удостоенных этой самой престижной награды».