Descoperirile care au primit premiul Nobel pentru Chimie, explicate de Daniel Funeriu: O proteină se pliază în conformația corectă pentru a-și exercita funcția / Cu inteligența artificială, când ai secvența de aminoacizi, computerul îți spune care este forma tridimensională a acelei proteine

Doctorul în Chimie și fost ministru al Educației, Daniel Funeriu, a vorbit despre descoperirile recente care au primit premiul Nobel pentru Chimie în acest an, în cadrul emisiunii Știința 360, difuzată de Radio România Cultural.

• David Backer de la Universitatea din Washington, Demis Hassabis și John M. Jumper de la Google DeepMind din Marea Britanie împart anul acesta premiul Nobel pentru Chimie 2024. Aceștia „au descifrat codul structurilor uimitoare ale proteinelor”, a anunțat, miercuri, Academia Regală Suedeză de Științe.

Daniel Funeriu consideră că cel puțin doi dintre laureații premiului Nobel probabil nu au lucrat niciodată cu echipamente de laborator tradiționale, subliniind modul în care chimia s-a transformat odată cu avansurile tehnologice și utilizarea inteligenței artificiale.

„Este un premiu care ne arată ce impact uriaș vor avea aceste descoperiri asupra medicinei. Acum, vreau să vă dau câteva elemente interesante. Eu sunt convins că niciunul dintre cei trei, sau cel puțin doi dintre ei, nu au pus în viața lor mâna pe o eprubetă, ceea ce ne arată cât de mult s-a schimbat chimia.”

• Demis Hassabis și John Jumper au dezvoltat un model AI pentru a rezolva o problemă veche de 50 de ani: prezicerea structurilor complexe ale proteinelor.

Daniel Funeriu a venit cu explicații despre proteine și despre importanța lor:

„Absolut toate funcțiile pe care le avem în organism sunt efectuate de proteine. Câteva exemple: când ne contractăm mușchii, când transmit impulsurile nervoase. Există o proteină, de exemplu, care transferă sodiu și potasiu de-o parte și de alta a membranei. Deci, practic, orice se întâmplă în organismul nostru este rezultatul acțiunii proteinelor.

Ce este o proteină? Imaginați-vă un lanț făcut dintr-un număr foarte mare de zale, sute, mii de zale. Aceste zale sunt însă doar de 20 de tipuri. Deci, imaginați-vă un lanț colorat în care fiecare zală are o culoare, dar avem doar 20 de culori disponibile.

(…) Ele pot să ia un număr uriaș de de forme, ceva de genul 10 la puterea 47, deci un un urmat de 47 de zerouri de forme în medie. Dar o singură formă, una singură, este capabilă să facă acțiunea respectivă. De exemplu, doar o singură formă a ATP-az este capabilă să transport să transporte ion de sodiu și de potasiu și de o parte și de alta a membranei. Deci, practic ceea ce știința caută de zeci de ani este să înțelegem cum. Deci o proteină se pliază în conformația corectă pentru a-și exercita funcția pentru care a fost creată.

Acum hai să fim și mai simpli. Gândiți-vă la un șiret. Ei bine, un șiret. Când este pe pantofi, îl speli și îl pui la uscat. El poate să cadă acolo, cum îl arunci. Cam așa este un lanț de aminoacizi. Dar atunci când îl pui în găurile de la pantofi, șiretul ia o formă specifică pentru a-și exercita funcția de a strânge pantofii. Trebuie să aibă o anumită formă, foarte precisă. La fel este și cu proteinele. Nu există nicio metodă de a prezice asta. Și atunci, ca să descoperi care este forma activă, conformația activă a unei proteine, era o muncă incredibilă. Trebuia să izolezi proteina, să o fabrici, să o cristalizezi și să rezolvi structura cu raze X. Deci era o muncă titanică, care uneori lua chiar ani de zile, mulți ani de zile. Ca să vă dau un ordin de mărime.

(…) Eu am lucrat pe pe într-un astfel de domeniu și pentru o proteină cu doar 35 de aminoacizi. Mi-a luat 2 ani de zile să o s-o gândesc, să-i gândesc structura, să o sintetizez. Gândiți-vă că proteinele, sutele de mii de proteine care există, au mii de aminoacizi. Deci ca să înțelegeți progresul pe care cei trei l-au făcut”, a explicat el.

Funeriu a explicat că atunci când se introduce secvența de aminoacizi într-un computer, algoritmii pot determina forma tridimensională a proteinei în câteva milisecunde, un progres impresionant, care a revoluționat știința.

“Ca să descoperi care este forma activă, conformația activă a unei proteine, era o muncă incredibilă. Trebuia să izolezi proteina, să o fabrici, să o cristalizezi, să rezolvi structura curazeică. Era o muncă titanică, care uneori lua chiar ani de zile. (…) Ca să înțelegeți progresul pe care cei trei l-au făcut, utilizând algoritmi de inteligență artificială, ei reușesc, în computer, când ai doar secvența de aminoacizi, deci practic spui doar secvența de zale, și imediat computerul în câteva milisecunde îți spune care este forma tridimensională a acelei proteine”, a adăugat Funeriu.

Despre Premiile Nobel

Adunarea Nobel, formată din 50 de profesori de la Institutul Karolinska, acordă Premiul Nobel pentru Fiziologie sau Medicină. Comitetul său Nobel evaluează nominalizările. Începând din 1901, Premiul Nobel a fost acordat oamenilor de știință care au făcut cele mai importante descoperiri în beneficiul omenirii.

Citește și:

Premiul Nobel pentru Chimie 2024, acordat pentru trei cercetători care „au descifrat codul structurilor uimitoare ale proteinelor”