2024年诺贝尔化学奖揭晓,及其对未来药物开发的深远影响!

文摘   2024-10-09 19:37   四川  
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背景介绍
2024年诺贝尔化学奖被授予了三位科学家,以表彰他们在蛋白质设计和蛋白质结构预测领域的重大贡献。其中,大卫·贝克(David Baker)因在计算蛋白质设计方面的工作获得一半的奖项,而戴米斯·哈萨比斯(Demis Hassabis)和约翰·江珀(John M. Jumper)因在蛋白质结构预测方面的工作共享另一半奖项。贝克成功构建了全新的蛋白质,这对于开发新药物具有重要意义。哈萨比斯和江珀开发的AlphaFold2人工智能模型,能够预测大约两亿种已知蛋白质的复杂结构,这一成就解决了一个长达50年的科学难题,并已被全球200多万人使用。

蛋白质是生命的化学工具,今年的诺贝尔化学奖得主通过计算和人工智能揭示了蛋白质的秘密。贝克的工作使得科学家能够设计出具有全新形状和功能的新蛋白质,而哈萨比斯和江珀的工作则通过AlphaFold2模型预测了所有人类蛋白质的结构,并且预测了迄今为止研究人员发现的大约两亿种蛋白质的结构。
这些研究成果的潜力被认为是巨大的,它们可能导致疫苗的更快开发和更环保的化学工业,这只是对人类最大利益的几项应用。三位获奖者将平分1100万瑞典克朗(约合745万元人民币)的奖金。
人物介绍
2024年诺贝尔化学奖得主包括三位科学家:David Baker、Demis Hassabis 和 John M. Jumper。
David Baker是美国华盛顿大学教授,他因在计算蛋白质设计方面的贡献而获奖。Baker 开发了一种方法,使用氨基酸构建全新的蛋白质,这些蛋白质可以用于开发新药物、疫苗、纳米材料和微型传感器。
Demis Hassabis是英国计算机科学家,同时也是 DeepMind 的首席执行官。他与 John M. Jumper 共同获得了另一半奖项,以表彰他们在蛋白质结构预测方面的成就。Hassabis 出生于1976年,曾在剑桥大学学习,并在伦敦大学获得认知神经科学博士学位。他是人工智能领域的先驱,DeepMind 开发的 AlphaGo 和 AlphaFold在各自领域取得了显著成就。
John M. Jumper是美国计算机科学家,1985年出生于阿肯色州,2017年在芝加哥大学获得博士学位。自2018年以来,他在英国伦敦的 DeepMind 担任高级研究科学家。Jumper 被《自然》杂志列为2021年“科学界重要人物”之一,并获得了威利生物医学科学奖和生命科学突破奖。
2024年诺贝尔化学奖得主的研究成果对未来药物开发具有深远的影响:
1. 蛋白质结构预测:哈萨比斯和詹珀开发的AlphaFold2系统通过人工智能技术,能够从蛋白质的氨基酸序列预测蛋白质的三维结构,这解决了困扰科学界数十年的“蛋白质折叠问题”。这一突破极大地加速了生物学和医药领域的研究进展,使得科学家可以更加高效地设计新药物。
2. 从头设计蛋白质:贝克教授开发的Rosetta软件,使得科学家能够设计出自然界中不存在的新型蛋白质,这为生物制药领域带来了创新的可能性。
3. 药物设计的新工具:AlphaFold2系统为药物研发提供了新工具,通过精准预测蛋白质结构,科学家可以设计出更有效的药物分子。
4. 加速疫苗和治疗的开发:AlphaFold2已经成功预测了超过两亿种蛋白质的结构,助力研究人员在疟疾疫苗、癌症治疗、酶设计等领域取得了重要进展。
5. 提高药物设计的准确性:AlphaFold3在精确预测所有生命分子的结构及其相互作用方面取得了更大突破,包括蛋白质、DNA、RNA、配体等,这有助于加速药物设计和基因组学研究
6. 解决复杂的药物设计问题:新一代AlphaFold模型在一些与药物发现相关的蛋白质结构预测问题上大大优于AlphaFold2,例如抗体结合,准确预测蛋白质-配体结构是药物发现的一个非常有价值的工具。
7. 为疾病治疗提供新思路:通过蛋白结构预测就能查看人类遗传病中的每一个突变在相关蛋白结构里的具体位置,并推测出蛋白功能如何受到影响。
8. 推动制药行业的变革:AlphaFold 3的推出代表了分子建模和药物发现的巨大飞跃,有望彻底改变制药市场。
这些研究成果的应用潜力巨大,可能会在医药、环境科学和材料科学等领域取得革命性突破。

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