Az élet sokfélesége a fehérjék mint kémiai eszközök elképesztő képességeinek köszönhető. A fehérjék irányítják és működtetik azokat a kémiai reakciókat, amelyek együttesen az élet alapját képezik. A fehérjék hormonokként, jelzőanyagokként, antitestekként és a különböző szövetek építőköveiként is működnek.

„Az idén elismert felfedezések egyike a fehérjék látványos felépítésével kapcsolatos. A másik pedig egy 50 éves álom beteljesüléséről szól: a fehérjék szerkezetének megjóslásáról aminosav-szekvenciáik alapján. Mindkét felfedezés óriási lehetőségeket nyitott meg” – mondta el Heiner Linke, a kémiai Nobel-bizottság elnöke.

A fehérjék alapvetően 20 különböző aminosavból épülhetnek fel, amelyeket az élet építőköveinek nevezhetünk. 2003-ban David Bakernek sikerült ezeket az építőköveket felhasználnia egy új fehérje megtervezéséhez, amely nem hasonlít semmilyen más korábban ismert proteinhez. Azóta kutatócsoportja egymás után hozza létre a különböző mesterséges fehérjéket, köztük olyanokat is, amelyeket gyógyszerként, vakcinaként, nanoanyagként vagy éppen apró szenzorként lehet felhasználni.

A második jutalmazott felfedezés a fehérjeszerkezetek előrejelzésével kapcsolatos. A fehérjékben az aminosavak hosszú szálakba kapcsolódnak, amelyek összecsomagolódva háromdimenziós szerkezetet alkotnak, ez pedig döntő jelentőségű a fehérjék működése szempontjából. A kutatók az 1970-es évek óta próbálták a fehérjék szerkezetét aminosav-szekvenciáik alapján előre jelezni, de ez nagyon nehéz feladatnak bizonyult. Négy évvel ezelőtt azonban döbbenetes áttörés történt a területen.

Demis Hassabis és John Jumper 2020-ban bemutattak egy mesterségesintelligencia-modellt, az AlphaFold2-t. Ennek segítségével gyakorlatilag az összes, a kutatók által eddig ismert, mintegy 200 millió fehérje szerkezetét meg tudták jósolni. Debütálása óta az AlphaFold2-t 190 országból több mint kétmillió ember használta. A számtalan tudományos alkalmazás mellett a fejlesztésnek köszönhetően a kutatók már jobban értik az antibiotikum-rezisztenciát, vagy hogy hogyan lehetnek képesek az enzimek lebontani a műanyagokat.

Az általunk ismert élet nem létezhet fehérjék nélkül. És az emberiség számára óriási előnyt jelent, hogy immár meg tudjuk jósolni a fehérjék szerkezetét és saját fehérjéket tudunk tervezni.