Nobelpreis für Chemie: Computergestütztes Proteindesign und Vorhersage von Proteinstrukturen

• Die Königlich Schwedische Akademie der Wissenschaften hat beschlossen, den Nobelpreis für Chemie 2024 zu verleihen
  • David Baker: University of Washington, Seattle, USA, und Howard Hughes Medical Institute, USA
    • ausgezeichnet für „computergestütztes Proteindesign“
  • Demis Hassabis und John M. Jumper: Google DeepMind, London, Vereinigtes Königreich
    • gemeinsam ausgezeichnet für „Vorhersage von Proteinstrukturen“

Die erstaunlichen Strukturen von Proteinen entschlüsselt

• Der Nobelpreis für Chemie 2024 befasst sich mit Proteinen, den chemischen Werkzeugen des Lebens

  • David Baker gelang es, völlig neue Arten von Proteinen zu entwerfen
  • Demis Hassabis und John Jumper entwickelten ein KI-Modell, das das 50 Jahre alte Problem der Vorhersage komplexer Proteinstrukturen löste
  • Diese Entdeckungen bergen ein enormes Potenzial

• Proteine regulieren und beschleunigen chemische Reaktionen und fungieren als Hormone, Signalstoffe, Antikörper sowie als Bestandteile verschiedener Gewebe

  • 2003 gelang David Baker der Entwurf neuer Proteine
  • Seine Forschungsgruppe entwickelt seitdem fortlaufend Proteine, die als Arzneimittel, Impfstoffe, Nanomaterialien und kleine Sensoren eingesetzt werden können

• Die zweite Entdeckung betrifft die Vorhersage von Proteinstrukturen

  • 2020 veröffentlichten Demis Hassabis und John Jumper ein KI-Modell namens AlphaFold2
  • Mit diesem Modell wurde es möglich, nahezu alle 200 Millionen Proteinstrukturen vorherzusagen, die Forschende identifiziert haben
  • AlphaFold2 wird eingesetzt, um Antibiotikaresistenzen zu verstehen und Bilder von Enzymen zu erzeugen, die Plastik abbauen können

Illustrationen

• Illustrationen zur Nutzung für nichtkommerzielle Zwecke
  • Proteine können aus einigen Dutzend bis zu mehreren Tausend Aminosäuren bestehen
  • Wie AlphaFold2 funktioniert
  • Das erste Protein, Top7, das sich vollständig von bestehenden Proteinen unterscheidet
  • Mit Bakers Programm Rosetta entwickelte Proteine
  • Mit AlphaFold2 bestimmte Proteinstrukturen

Weitere Informationen zu den diesjährigen Auszeichnungen

• Populärwissenschaftlicher Hintergrund: Die Geheimnisse der Proteine mithilfe von Computing und künstlicher Intelligenz entschlüsseln
• Wissenschaftlicher Hintergrund: Computergestütztes Proteindesign und Vorhersage von Proteinstrukturen

Zusammenfassung von GN⁺

• Der Nobelpreis für Chemie 2024 würdigt bahnbrechende Entdeckungen im Proteindesign und in der Vorhersage von Proteinstrukturen
• Die Forschung von David Baker eröffnete neue Möglichkeiten für das Design von Proteinen, was große Auswirkungen auf die Bereiche Arzneimittel und Nanotechnologie haben könnte
• AlphaFold2 hat das Paradigma der Vorhersage von Proteinstrukturen verändert und leistet einen wichtigen Beitrag zur Forschung in den Lebenswissenschaften
• Diese Entdeckungen haben das Potenzial, den Fortschritt in den Lebenswissenschaften zu beschleunigen und zur Lösung von Problemen der menschlichen Gesundheit und der Umwelt beizutragen