Chemie-Nobelpreis 2024 für die Code-Knacker von Proteinen

Das gab die Königlich-Schwedische Akademie der Wissenschaften am Mittwoch in Stockholm bekannt.

Proteine (Eiweiße) bestehen aus verschiedenen Aminosäuren, den Bausteinen des Lebens, die in langen Ketten miteinander verbunden sind. Als molekulare Werkzeuge kontrollieren und steuern sie die unterschiedlichsten chemischen Reaktionen in Lebewesen, sie fungieren als Hormone, Signalstoffe, Antikörper und Bausteine für verschiedene Gewebe.

Entscheidend für die Funktion eines Proteins ist seine dreidimensionale Struktur, zu der sich die Aminosäure-Stränge zusammenfalten. Diese Struktur vorherzusagen, hat sich allerdings als sehr schwierig erwiesen.

"Fast unmögliches Kunststück gelungen"

Wie die Struktur von Proteinen aussieht, weiß man erst seit den 1950er Jahren, als der österreichisch-britische Chemiker Max Perutz und sein Kollege John Kendrew von der Cambridge University mithilfe der Röntgenkristallographie die ersten dreidimensionalen Modelle von Proteinen erstellten - wofür sie 1962 den Chemie-Nobelpreis erhielten.

Baker sei "das fast unmögliche Kunststück gelungen, völlig neue Arten von Proteinen zu bauen", betonte das Nobelpreis-Komitee. Der 62-jährige Biochemiker schaffte es 2003, aus Aminosäuren ein neues Protein zu entwerfen, das sich von allen anderen Proteinen unterscheidet. "Seitdem hat seine Forschungsgruppe eine fantasievolle Proteinkreation nach der anderen hervorgebracht, darunter Proteine, die als Arzneimittel, Impfstoffe, Nanomaterialien und winzige Sensoren verwendet werden können", hieß es seitens des Nobelpreis-Komitees.

KI-basiertes Modell entwickelt

Hassabis und Jumper haben zur Lösung eines 50 Jahre alten Problems ein auf Künstlicher Intelligenz (KI) basierendes Modell entwickelt, mit dem sich die komplexen Strukturen von Proteinen vorhersagen lassen, betonte das Nobelpreis-Komitee. 2020 stellten der schon als Schach-Wunderkind Schlagzeilen machende Neurowissenschafter Hassabis (48), Mitbegründer des in London ansässigen, 2014 von Google übernommenen Unternehmens "DeepMind", und der 1985 in Little Rock (USA) geborene Chemiker und KI-Experte John Jumper (39) ein KI-Modell namens "AlphaFold2" vor, mit dessen Hilfe sie die Struktur von praktisch allen 200 Millionen Proteinen vorhersagen konnten, die Forscher identifiziert haben.

Das mittlerweile breit genutzte Modell reduziert die Zeit, die Forscher normalerweise für die Bestimmung der Proteinstruktur brauchen, "von Monaten oder Jahren auf Stunden oder Minuten", wie es 2022 bei der Verleihung des Breakthrough-Preises an die beiden Wissenschafter hieß. "Neben einer Vielzahl wissenschaftlicher Anwendungen können Forscher nun Antibiotikaresistenzen besser verstehen und Bilder von Enzymen erstellen, die Plastik zersetzen können", betonte das Nobel-Komitee.

 

Erst im Mai dieses Jahres hat Google DeepMind im Fachjournal "Nature" das KI-System "AlphaFold 3" vorgestellt. Dieses kann nicht nur die Proteinstruktur, sondern auch die Interaktion aller Moleküle des Lebens mit bisher unerreichter Genauigkeit vorhersagen.

"Schwindelerregende Entwicklung"

"Beide Entdeckungen eröffnen enorme Möglichkeiten", sagte der Vorsitzende des Nobelkomitees für Chemie, Heiner Linke. Für das Gremium handelt es sich um eine "schwindelerregende Entwicklung zum Wohle der Menschheit".

Die drei Laureaten wurden bereits vom Datenkonzern Clarivate zu den Favoriten für den diesjährigen Chemie-Nobelpreis gezählt, weil sie zum Kreis der meistzitierten Wissenschafter zählen. Die Auszeichnung ist mit elf Millionen Schwedischen Kronen (rund 970.000 Euro) dotiert. Übergeben wird der Preis traditionell am 10. Dezember, dem Todestag des Stifters Alfred Nobel. Im vergangenen Jahr ging die Auszeichnung an die in den USA tätigen Wissenschafter Moungi Bawendi, Louis Brus und Alexei Jekimow für die Entdeckung und das Herstellen von Quantenpunkten.

Dieser Artikel wurde zuletzt am 09.10.2024 um 13.39 Uhr aktualisiert.