جائزة نوبل للكيمياء 2024.. من بناء بروتينات لتوقع بنيتها بالذكاء الاصطناعى

أعلنت الأكاديمية الملكية السويدية للعلوم منح جائزة نوبل في الكيمياء لعام 2024 إلى ديفيد بيكر “لتصميم البروتين الحاسوبي” والنصف الآخر مشتركا بين ديميس هاسابيس و جون م. جامبر “لتوقع بنية البروتين”.

فك شفرة البنية المذهلة للبروتينات

جائزة نوبل في الكيمياء لعام 2024 تدور حول البروتينات، الأدوات الكيميائية المبتكرة للحياة، حيث نجح ديفيد بيكر في تحقيق إنجاز يكاد يكون مستحيلاً وهو بناء أنواع جديدة تمامًا من البروتينات، كما طور ديميس هاسابيس وجون جامبر نموذجًا للذكاء الاصطناعي لحل مشكلة عمرها 50 عامًا: التنبؤ بالهياكل المعقدة للبروتينات، وتحمل هذه الاكتشافات إمكانات هائلة.

إن تنوع أشكال الحياة يشهد على قدرة البروتينات المذهلة كأدوات كيميائية، فهي تتحكم في جميع التفاعلات الكيميائية التي تشكل أساس الحياة، كما تعمل البروتينات كهرمونات ومواد إشارة وأجسام مضادة وكعناصر بناء للأنسجة المختلفة.

يقول هاينر لينكه، رئيس لجنة جائزة نوبل للكيمياء: “أحد الاكتشافات التي نالت هذا العام جائزة نوبل يتعلق ببناء بروتينات مذهلة، أما الاكتشاف الآخر فيتعلق بتحقيق حلم عمره خمسون عاماً: التنبؤ ببنية البروتينات من خلال تسلسل الأحماض الأمينية، وكلا الاكتشافين يفتحان آفاقاً واسعة”.

وتتكون البروتينات عموماً من عشرين حمضاً أمينياً مختلفاً، ويمكن وصفها بأنها لبنات بناء الحياة، وفي عام 2003، نجح ديفيد بيكر في استخدام هذه الكتل لتصميم بروتين جديد لا يشبه أي بروتين آخر، ومنذ ذلك الحين، أنتجت مجموعته البحثية بروتيناً إبداعياً تلو الآخر، بما في ذلك البروتينات التي يمكن استخدامها كأدوية ولقاحات ومواد نانوية وأجهزة استشعار صغيرة.

أما الاكتشاف الثاني فيتعلق بالتنبؤ ببنية البروتين، ففي البروتينات، ترتبط الأحماض الأمينية معاً في سلاسل طويلة تطوى لتشكل بنية ثلاثية الأبعاد، وهو ما يشكل أهمية حاسمة لوظيفة البروتين، ومنذ سبعينيات القرن العشرين، حاول الباحثون التنبؤ ببنية البروتين من خلال تسلسل الأحماض الأمينية، ولكن هذا كان صعباً للغاية، ولكن قبل أربع سنوات، حدث تقدم مذهل.

في عام 2020، قدم ديميس هاسابيس وجون جامبر نموذجًا للذكاء الاصطناعي يسمى AlphaFold2، وبمساعدته، تمكنا من التنبؤ ببنية جميع البروتينات البالغ عددها 200 مليون والتي حددها الباحثون تقريبًا، ومنذ اكتشافهما، تم استخدام AlphaFold2 من قبل أكثر من مليوني شخص من 190 دولة، ومن بين عدد لا يحصى من التطبيقات العلمية، يمكن للباحثين الآن فهم مقاومة المضادات الحيوية بشكل أفضل وإنشاء صور للإنزيمات القادرة على تحلل البلاستيك.

فلا يمكن للحياة أن توجد بدون البروتينات، حيث إن قدرتنا الآن على التنبؤ ببنية البروتينات وتصميم البروتينات الخاصة بنا يمنح البشرية أعظم الفوائد.

قيمة جائزة نوبل:

تبلغ قيمة الجائزة 11 مليون كرونة سويدية والتى تعادل حوالي 1 مليون دولار امريكى، وسيذهب نصفها لديفيد بيكر والنصف الآخر مشترك بين ديميس هاسابيس وجون جامبر.