Нобелевская премия по химии 2024 года присуждена трем ученым, которые использовали искусственный интеллект, чтобы «взломать код» почти всех известных белков — «химических инструментов жизни».
Нобелевский комитет похвалил Дэвида Бейкера, американского биохимика, за завершение «почти невозможного подвига по созданию совершенно новых видов белков», а также Демиса Хассабиса и Джона Джампера, работающих в Google DeepMind в Лондоне, за разработку модели ИИ для прогнозирования сложных структур белков — проблемы, которая оставалась нерешенной на протяжении 50 лет.
«Потенциал их открытий огромен», — заявил комитет, когда в среду в Швеции была объявлена премия. Премия, рассматриваемая как вершина научных достижений, предусматривает денежное вознаграждение в размере 11 миллионов шведских крон (1 миллион долларов).
Белки, цепочка молекул аминокислот, являются строительными блоками жизни. Они помогают формировать клетки волос, кожи и тканей; они считывают, копируют и восстанавливают ДНК; и они помогают переносить кислород в крови.
Хотя белки состоят всего из 20 аминокислот, их можно комбинировать практически бесконечным количеством способов, складываясь в сложнейшие структуры в трехмерном пространстве.
«Поиск в Google» по белковым структурам
Комитет заявил, что премия в среду состояла из двух «половин». Первая досталась Хассабису, британскому компьютерному ученому который стал соучредителем исследовательской лаборатории Google в области искусственного интеллекта DeepMind, и Джампер, американский исследователь, который также работает в DeepMind.
Хассабис и Джампер были удостоены награды за использование ИИ для прогнозирования трехмерной структуры белка на основе последовательности аминокислот, что позволило им затем предсказать структуру почти всех 200 миллионов известных белков.
«Это действительно отдельный прорыв, решающий традиционную загадку физической химии», — сказала CNN Анна Веделл, профессор медицинской генетики в Каролинском институте в Швеции и член Королевской шведской академии наук.
ЭКСКЛЮЗИВ: Момент, когда Джон Джампер делится новостью о своей Нобелевской премии по химии 2024 года.
«Рад, что вы все теперь в курсе!» pic.twitter.com/OhNSwiKwgQ
— Нобелевская премия (@NobelPrize), 9 октября 2024 г.
Их программа ИИ — AlphaFold Protein Structure Database — использовалась по меньшей мере 2 миллионами исследователей по всему миру. Она действует как «поиск Google» для структур белков, обеспечивая мгновенный доступ к предсказанным моделям белков, ускоряя прогресс в фундаментальной биологии и других смежных областях. Пара уже выиграла премии Ласкера и Breakthrough 2023 года.
«Они сделали все общедоступным, так что теперь практически каждая область может обратиться к этой базе данных и использовать эти инструменты для решения своей конкретной проблемы. Так что это сделало возможными скачки в очень, очень многих различных областях», — сказала Уэделл, которая использует этот инструмент в своей собственной работе по редким заболеваниям.
С момента публикации ключевой статьи этой пары в 2021 году ее цитировали более 16 000 раз. Дэвид Пендлбери, руководитель отдела анализа исследований в Институте научной информации Clarivate, назвал это «беспрецедентным и отражающим революционное влияние этой работы». Из 61 миллиона научных статей только около 500 были процитированы более 10 000 раз, сказал он CNN.
Прежде чем заняться белками, дуэт работал над компьютерной программой, способной составить конкуренцию лучшим игрокам мира в древнюю китайскую настольную игру го.
По данным Королевского общества, старейшего в мире научного общества, членом которого он является, Хассабис, в детстве одаренный шахматами, в 17 лет создал классическую видеоигру «Theme Park».
«Сегодняшняя премия, присужденная так скоро после первого раскрытия потенциала AlphaFold, является явным признанием преобразующей роли ИИ в науке», — сказал Адриан Смит, президент Королевского общества.
«Помимо того, что Демис является одним из ведущих исследователей в этой области, он также отстаивает видение ИИ как инструмента, способного раскрыть важнейшие научные проблемы и принести пользу всему обществу», — добавил он в своем заявлении.
Создание белков, «не встречающихся в природе»
Вторая «половина» премии досталась Бейкеру, профессору Вашингтонского университета, за использование компьютерных методов для создания ранее не существовавших белков, обладающих совершенно новыми функциями.
Йохан Аквист, член Нобелевского комитета, сказал, что Бейкер сначала использовал свою компьютерную программу, чтобы «нарисовать структуры белков в новых измерениях», а затем «выяснить, какая последовательность аминокислот даст вам эту структуру». Это позволило Бейкеру создать эти новые белки, «большинство из которых никогда ранее не встречались и не существовали в природе».
Белки можно описать как блестящие химические инструменты. Они, как правило, состоят из 20 аминокислот, которые можно комбинировать бесконечным количеством способов. Используя информацию, хранящуюся в ДНК в качестве чертежа, аминокислоты соединяются вместе в наших клетках, образуя длинные цепочки.
А затем магия… pic.twitter.com/p1CkGxHI91
— Нобелевская премия (@NobelPrize), 9 октября 2024 г.
Он сказал, что разнообразие белков, созданных Бейкером, «совершенно ошеломляет».
«Похоже, что теперь с помощью этой технологии можно сконструировать практически любой тип белка», — сказал Аквист.
Комитет заявил, что возможность конструировать новые белки имеет широкий спектр потенциальных применений: от создания новых фармацевтических препаратов до более быстрой разработки новых вакцин.
Премия по химии, присужденная в среду, подтвердила огромное влияние ИИ на науку.
Нобелевскую премию по физике, врученную во вторник, разделили Джеффри Хинтон, которого называют «крестным отцом ИИ», и Джон Хопфилд за их работу над искусственными нейронными сетями — той же технологией, которая легла в основу работы новых лауреатов по химии.
«Выбор Нобелевским фондом лауреатов по физике и химии в этом году можно охарактеризовать только как смелый», — сказал Пендлбери. «Признание преобразующей роли ИИ в исследованиях в двух категориях, одно за другим, беспрецедентно».
Подпишитесь на научную рассылку Wonder Theory от CNN. Исследуйте вселенную с новостями о захватывающих открытиях, научных достижениях и многом другом.
