В 2024 году Нобелевскую премию по химии выдали за разработку методов дизайна и предсказания структуры белков. Как рассказал «Газете.Ru» старший научный сотрудник-заведующий лабораторией структурного анализа и инжиниринга мембранных систем МФТИ Иван Гущин, это открытие помогает решить множество прикладных задач.
Так, расчет структуры белка необходим для создания лекарств, просчитать белковое взаимодействие, создавать новые белки с новыми функциями, предсказывать эффекты от мутаций или как лечить опухоль, как она будет развиваться, как создавать моноклональные антитела.
«Белки играют ключевую роль в жизни клеток, участвуя в процессах передачи информации, выработки энергии и химических реакциях. Белки являются полимерами и состоят из строительных блоков, аминокислот, которых всего существует около 20. То есть белок — это такая длинная цепочка, которая упаковывается в некоторую трехмерную структуру, и то, что белок будет делать, определяется его структурой. Белки сворачиваются, чтобы некоторые аминокислоты оказывались внутри белка, а другие снаружи. Это и определяет его функции. Будет ли он ферментом, вызовет ли заболевание или наоборот, будет его лечить зависит от того, как сложится эта цепочка аминокислот», – рассказал Гущин.
Поэтому важно знать структуру белков, чтобы понимать, как они работают, и применять эти знания в других областях науки, например, для улучшения уже существующих белков или разработки новых.
«Именно за это была Нобелевская премия, ведь ИИ облегчает эту задачу: мы можем не тратить много времени и сил на выяснение структуры белка. Это открывает новые горизонты для исследований в области биологии и медицины. Когда мы изучаем природные белки, мы стремимся понять, как они функционируют. Обычно у нас есть информация об их последовательности, которая хранится в генетическом коде. Мы провели секвенирование генома и знаем последовательности белков для множества организмов. Однако мы не можем напрямую связать эту последовательность с тем, что белок делает, и как он это делает. В этом нам помогает знание структуры белка», – заключил Гущин.
Ранее стало известно, что лауреатами Нобелевской премии по физиологии и медицине в 2024 году стали американцы Виктор Амброз и Гэри Равкан за открытие микроРНК и ее роли в посттранскрипционной регуляции генов. А премию по физике получили Джон Хопфильд и Джеффри Хинтон за исследования в области машинного обучения нейросетей.
