美英3科學家同獲諾貝爾化學獎 用AI解開蛋白質結構的奧秘

國際 寰宇要聞
2024/10/09 18:56
張翠蘭 文章

【編譯張翠蘭、陳怡妏/綜合外電】2024諾貝爾獎周三(10/9)公布化學獎得主,由美國生物化學家貝克(David Baker),以及英國科學家哈薩比斯(Demis Hassabis)和美國的瓊珀(John M. Jumper)共同獲奬,3人分別因為破解了蛋白質驚人結構的密碼而獲得表揚。

2024諾貝爾化學獎頒給3人。美聯社
2024諾貝爾化學獎頒給3人。美聯社
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諾貝爾委員會10月9日宣布今年諾貝爾化學奬頒給3人,表彰美國生物化學家貝克(David Baker)「以電腦計算蛋白質設計」,以及哈薩比斯(Demis Hassabis)和美國的瓊珀(John M. Jumper)的「蛋白質結構預測」突破性成就。

貝克可獲得1100萬瑞典克朗(約3417萬元台幣)的一半獎金,哈薩比斯和瓊珀則共享另一半的獎金。

今年得獎理由關於蛋白質,是生命巧妙的化學工具。貝克成功建構了全新的蛋白質,幾乎是不可能的壯舉。哈薩比斯和瓊珀則成功開發了一種人工智慧(AI)模型,來預測幾乎所有已知蛋白質的複雜結構。這是50年來一直未能解決的問題。

諾貝爾委員會9日宣布化學獎時說:「他們的發現潛力巨大。」諾貝爾獎指出,沒有蛋白質,生命就不可能存在。我們現在可以預測蛋白質結構並設計自己的蛋白質,為人類帶來了最大的好處。

得主之一的哈薩比斯是Google DeepMind執行長。美聯社
得主之一的哈薩比斯是Google DeepMind執行長。美聯社
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根據諾貝爾獎官網,生命的多樣性證明了蛋白質作為化學工具驚人能力,蛋白質可控制並驅動所有化學反應,這些化學反應共同構成了生命的基礎。蛋白質也充當荷爾蒙、信號物質、抗體和不同組織的組成部分。

蛋白質通常由20種不同的胺基酸(amino acids)組成,堪稱生命的建構組塊。貝克2003年成功利用這些組塊設計了一種不同於任何其他蛋白質的新蛋白質。自此,他的研究小組創造一種又一種富有想像的蛋白質,包括可用作藥物、疫苗、奈米材料和微型感測器的蛋白質。

第二個發現涉及蛋白質結構的預測。在蛋白質中,胺基酸以長串連接在一起,折疊起來形成3D結構,這對蛋白質的功能相當重要。自1970年代以來,研究人員一直試圖根據胺基酸序列來預測蛋白質結構,但這非常困難。

諾貝爾化學委員會成員10月9日在公布得獎名單會上,說明今年得獎者的蛋白質結構預測成就。美聯社
諾貝爾化學委員會成員10月9日在公布得獎名單會上,說明今年得獎者的蛋白質結構預測成就。美聯社

充當蛋白質結構的「Google搜尋」

直到4年前,出現了驚人的突破。同在科技巨頭Google旗下人工智慧(AI)研究團隊DeepMind任職的哈薩比斯和瓊珀,提出一個名為「AlphaFold2」的AI模型,並藉此能夠預測幾乎所有2億種已知蛋白質的結構。

受惠於這項突破性成就,AlphaFold2蛋白質結構資料庫已被全球逾190個國家超過200萬名研究人員使用。它充當蛋白質結構的「Google搜尋」,提供即時取得蛋白質預測模型的數據,加速基礎生物學和其他相關領域的進展。在眾多的科學應用中,研究人員現在可以更佳了解抗生素抗藥性,以及創建可以分解塑膠的酶(enzymes)圖像。

■諾貝爾化學獎得主小檔案

得主 貝克(David Baker) 哈薩比斯(Demis Hassabis) 瓊珀(John M. Jumper)
國籍 美國 英國 美國
年齡 62歲 48歲 39歲
現職 華盛頓大學 Google DeepMind Google DeepMind

 

發稿時間:18:08
更新:新增內容

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# 諾貝爾獎 # 化學獎 # 蛋白質 # AI