Nobel Hóa học 2024: Dùng AI 'giải mã' về protein

Hội đồng Nobel của Viện Hàn lâm Khoa học Hoàng gia Thụy Điển vừa công bố Giải Nobel Hóa học năm 2024 thuộc về 2 công trình có tiềm năng lớn, sử dụng trí tuệ nhân tạo (AI) để "giải mã" về protein.

Giải Nobel Hóa học 2024 vinh danh những nghiên cứu 'gỡ nút thắt' tồn tại 50 năm qua về protein.

Các tác giả gồm Giáo sư David Baker thuộc Đại học Washington, Mỹ với công trình thiết kế các loại protein hoàn toàn mới dựa trên phương pháp tính toán và hai nhà khoa học John M. Jumper (người Mỹ), Demis Hassabis (người Anh) đến từ công ty Google DeepMind với mô hình dự đoán cấu trúc protein.

Thông báo của Hội đồng Nobel cho biết công trình tạo ra các loại protein hoàn toàn mới của Giáo sư Baker, sinh năm 1962, là một thành tựu gần như bất khả thi. 

Protein thường gồm 20 amino acid khác nhau, có thể được mô tả như những "khối" tạo nên sự sống. Năm 2003, Giáo sư Baker thành công sử dụng những khối này để thiết kế một protein mới không giống bất cứ protein nào khác. Kể từ đó, nhóm nghiên cứu của ông liên tục tạo ra những protein sáng tạo, bao gồm cả protein có thể dùng làm dược phẩm, vaccine, vật liệu nano và cảm biến siêu nhỏ.

Trong khi đó, bộ đôi nhà khoa học đến từ Google DeepMind có trụ sở tại Anh, Giám đốc điều hành Hassabis (sinh năm 1976) và nhà nghiên cứu cấp cao Jumper (sinh năm 1985) đã phát triển Alphafold, một mô hình AI có khả năng dự đoán cấu trúc ba chiều của protein dựa trên chuỗi amino acid. Công trình của họ đã làm thay đổi cách thức nghiên cứu sinh học trên toàn cầu và giải quyết một vấn đề đã tồn tại 50 năm qua. 

Trong protein, các amino acid liên kết với nhau theo chuỗi dài với cấu trúc 3 chiều, có ý nghĩa quyết định đối với chức năng của protein. Từ đầu những năm 1970, các nhà nghiên cứu đã tìm cách dự đoán cấu trúc protein từ trình tự amino acid, nhưng điều này vô cùng khó khăn. 

Ra đời cách đây 4 năm, mô hình AlphaFold 2 của hai nhà khoa học Hassabis và Jumper đã tạo nên đột phá bất ngờ, giúp dự đoán cấu trúc của tất cả 200 triệu protein mà giới nghiên cứu đã xác định được. 

Từ đó đến nay, AlphaFold2 được hơn 2 triệu người từ 190 nước trên thế giới sử dụng. Qua các mô hình này, các nhà nghiên cứu có thể hiểu rõ hơn tình trạng kháng kháng sinh và tạo ra ảnh enzyme có thể phân hủy nhựa.

Giải Nobel Hóa học là giải thưởng thứ ba được công bố trong mùa giải Nobel 2024, sau các giải Nobel Y Sinh và Nobel Vật lý.

Từ năm 1901-2023, Viện Hàn lâm Khoa học Hoàng gia Thụy Điển đã trao 115 giải Nobel Hóa học. Năm 2023, giải Nobel Hóa học thuộc về 3 nhà khoa học Moungi Bawendi từ Viện Công nghệ Massachusetts, Louis Brus từ Đại học Columbia và Alexei Ekimov, người làm việc tại công ty Nanocrystals Technology ở Mỹ, với công trình khám phá và tổng hợp các chấm lượng tử./.