AI又赢了!2024诺贝尔化学奖揭晓

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当地时间10月9日,瑞典皇家科学院宣布,将2024年诺贝尔化学奖授予大卫·贝克(David Baker)、戴米斯·哈萨比斯(Demis Hassabis)和约翰·江珀(John M.Jumper),以表彰他们在蛋白质设计和蛋白质结构预测领域作出的贡献。3名获奖者共获得1100万瑞典克朗(约合745万元人民币)奖金。


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瑞典皇家科学院当天发布的新闻公报说,2024年诺贝尔化学奖是关于蛋白质的,蛋白质是生命中巧妙的化学工具。大卫·贝克成功地完成了构建全新蛋白质种类的几乎不可能的壮举。戴米斯·哈萨比斯和约翰·江珀开发了一个AI模型来解决一个50年前的问题:预测蛋白质的复杂结构。这些发现具有巨大的潜力。


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3名获奖者均与人工智能领域有关

2024年诺贝尔化学奖“花落”蛋白质,是因为蛋白质对生命至关重要。没有蛋白质,生命就不可能存在。

全新蛋白质的奇妙构建

蛋白质如同生命体内的“能工巧匠”,以其独特的化学能力,编织出生命的多样性与复杂性。它们掌控并驱动生命体内所有的化学反应,这些反应共同构筑了生命的宏伟蓝图。同时,蛋白质可谓“千面女郎”,扮演着激素、信号物质、抗体以及身体组织构建者等多种角色。

蛋白质通常由20种不同的氨基酸组成,这些氨基酸如同组成生命的“积木”。2003年,贝克利用“积木”,成功创造出一种前所未有的新蛋白质,开启了构建全新蛋白质的大门。此后,贝克的研究小组不断发挥创意,创造出一系列富有想象力的蛋白质。这些蛋白质正在药物、疫苗、纳米材料和微型传感器等多个领域“大展拳脚”。

公开资料显示,大卫·贝克(David Baker)是美国西雅图华盛顿大学医学院生物化学教授、蛋白质设计研究所所长,霍华德·休斯医学研究所研究员。贝克创建出精确的AI预测工具RoseTTAFold。

精准预测蛋白质结构

在蛋白质的世界里,氨基酸以长链的形式相连,折叠成复杂的三维结构,这些结构对蛋白质的功能至关重要。


20世纪70年代以来,科学家一直致力于根据氨基酸序列预测蛋白质结构,但这是一项极其艰巨的任务。因为有些氨基酸和其他氨基酸相互吸引、相互作用;有些氨基酸则具有疏水性。而且氨基酸链形成了复杂的形状,使精准确定蛋白质结构难上加难。


人工智能(AI)模型“阿尔法折叠2”的横空出世,为解决这一萦绕在科学家心头50年的难题带来转机!


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使用“阿尔法折叠2”确定蛋白质结构。图片来源:诺贝尔奖委员会官网
2020年,哈萨比斯江珀研制出“阿尔法折叠2”。在该模型的帮助下,科学家们已经能够预测2亿多种蛋白质的结构。

自问世以来,“阿尔法折叠2”已被来自190个国家和地区的200多万研究人员使用。这一模型的应用使研究人员能够更深入地研究抗生素的耐药性,并设计出能分解塑料的酶。

在2024年最后一个诺贝尔自然科学奖项公布后,人们最震惊的莫过于化学奖和物理学奖同时垂青AI领域的研究者。这是AI技术在多个科学领域中广泛应用和产生深远影响的证明。
延伸阅读:此前5年的诺贝尔化学奖


2023年诺贝尔化学奖授予美国麻省理工学院教授蒙吉·G·巴文迪(Moungi G. Bawendi)、美国哥伦比亚大学教授路易斯·E·布鲁斯(Louis E. Brus)和美国纳米晶体技术公司前首席科学家阿列克谢·伊基莫夫(Alexei Ekimov),以表彰他们在发现和合成量子点(quantum dots)方面作出的贡献。

2022年诺贝尔化学奖授予美国化学家卡罗琳·贝尔托西(Carolyn R. Bertozzi)、丹麦化学家摩顿·梅尔达尔(Morten Meldal)和美国化学家卡尔·巴里·夏普利斯(K. Barry Sharpless),以表彰他们在点击化学和生物正交化学研究方面的贡献。

2021年诺贝尔化学奖授予德国科学家本杰明·李斯特 (Benjamin List) 和美国科学家戴维·麦克米伦 (David MacMillan),以表彰他们对不对称有机催化的发展所作出的贡献。

2020年诺贝尔化学奖授予法国科学家埃马纽埃尔·卡彭蒂耶(Emmanuelle Charpentier)和美国科学家詹妮弗·杜德纳(Jennifer A. Doudna),以表彰她们在“凭借开发基因组编辑方法”方面作出的贡献。

2019年诺贝尔化学奖授予美国科学家约翰·古迪纳夫(John B. Goodenough)、英国化学家斯坦利·威廷汉(M. Stanley Whittingham)和日本科学家吉野彰(Akira Yoshino),以表彰他们在锂离子电池领域的贡献。

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来源 | 央视新闻客户端 人民日报客户端 北京日报 科技日报

编辑 | 刘珂


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