Новини

Всього : Фотографія :

Продовжуємо Нобелівський тиждень у КНУ. Шведська королівська академія наук вирішила присудити Нобелівську премію з хімії 2024 року одразу трьом вченим: з одного боку Девіду Бейкеру «за обчислювальний дизайн білка», та з іншого – Демісу Хассабісу та Джону Джамперу «за передбачення структури білка».

Про це говоримо з експертами Хімічного факультету та Навчально-наукового інституту високих технологій Київського національного університету імені Тараса Шевченка. 

Директор ННІ високих технологій, професор, доктор хімічних наук Ігор Комаров зауважує, що рішення Нобелівського комітету щодо відзначення Нобелівською премією з хімії у цьому році здивувало, якщо не спантеличило багатьох хіміків. Без сумніву, ці відкриття є дійсно нобелівськими, революційними і важливими для майбутнього прогресу фундаментальної науки і таких прикладних галузей, як медицина, матеріалознавство. «За комп’ютерний дизайн протеїнів» (Девід Бейкер, США) та «За передбачення структури протеїнів» (Деміс Гассабіс і Джон Джампер, Великобританія) – так лаконічно сформулював Нобелівський комітет суть відзначених наукових досягнень. Важлива деталь, завуальована цією лаконічністю, – дизайн і передбачення здійснюються з використанням методів машинного навчання – одного з інструментів Штучного Інтелекту (ШІ). «Знову ШІ!» – доводиться чути від колег-хіміків. Мабуть, це єдиний випадок в історії Нобелівських премій, коли одна й та ж галузь наукової діяльності отримала таке високе визнання у двох номінаціях – з фізики і з хімії. «Подивимося, що буде з економіки в цьому році, а може, й з літератури, туди ШІ теж проникає» – жартують науковці. Хай там як, досягнення ШІ, що відзначені премією з хімії, – визначні і дуже важливі для людства. 

Ігор Володимирович вважає, що відзначення досягнень в галузі ШІ Нобелівськими преміями 2024 року як у фізиці, так і в хімії свідчить про те, що ця галузь дуже стрімко проникає в усі види людської діяльності. Це є безумовним прогресом, і цей прогрес не зупинити. Однак існує думка, що настільки стрімкий розвиток ШІ становить також і значну загрозу для людства. Ця загроза недооцінена багатьма вченими, що розробляють штучний інтелект, хоча деякі експерти, такі, як відомий фізик Макс Тегмарк, досить обґрунтовано застерігають вчених від необачних дій. Та сьогоднішня подія не про загрози, звичайно. Використання комп’ютерних методів і ШІ для передбачення структури протеїнів – це нові можливості сучасних технологій, зокрема, в галузі охорони здоров’я. Річ у тім, що протеїни – ключові актори у п’єсі, яку ми називаємо «життям». Річард Докінз, відомий англійський еволюційний біолог, писав, що протеїни є тими молекулярними машинами, які виконують більшість важливих функцій у живих організмах. А функції, як вже давно відомо, залежать від будови молекул. Протеїни складаються з досить простих «будівельних блоків» – залишків амінокислот. Чи можна, знаючи послідовність цих будівельних блоків, вивести тривимірну будову протеїнів, а відповідно, оцінити їхні функції? І навпаки – створити за допомогою комп’ютера бажану будову протеїну віртуально і передбачити, яка послідовність будівельних блоків її забезпечить? Цьогорічні Нобелівські лауреати показали, що так. Ще кілька десятиліть тому це здавалося фантастичним, але ШІ перетворив фантастику на реальність. Тепер вчені мають інструмент раціонального, направленого впливу на функції протеїнів у живих організмах. Це потрібно там, де протеїни «не справляються» зі своїми функціями в живих організмах, що призводить до хвороб. Отже, відкриття, відзначені Нобелівською премією з хімії надають значного поштовху раціональному пошуку лікарських засобів.

Науковці КНУ розуміють виклики і тенденції в сучасній науці. Ігор Комаров розповів про початок виконання в Університеті амбітного інфраструктурного  проєкту, що фінансується Національним фондом досліджень України. Цей проєкт має назву «Вирішення сучасних проблем хімії, біомедицини, фізики  та матеріалознавства з використанням центру високопродуктивних обчислень і машинного навчання» і націлений на створення в КНУ потужного комп'ютерного кластера. На цьому кластері українські вчені матимуть змогу виконувати обчислення, зокрема, з використанням методів машинного навчання, що відзначені Нобелівкою цього року.

Завідувач кафедри органічної хімії хімічного факультету, професор, доктор хімічних наук Олександр Григоренко додає: «Між іншим, ми теж долучилися до ШІ-буму і застосували його для передбачення виходів хімічних реакцій, а також фізико-хімічних та хроматографічних властивостей органічних сполук. А нещодавно докторант нашої кафедри Юрій Мороз захистив дисертацію, у якій ШІ був використаний для полегшення навігації у безмежному хімічному просторі. Проте успіхи цьогорічних лавреатів дійсно вражають. До їхніх робіт розуміння структури протеїнів потребувало складних експериментів з використанням рентгенівського випромінення або сильних електромагнітних полів, комп’ютерні ж методи були дуже ненадійними та «пасли задніх».

Дизайн же нових протеїнів із заданою структурою – це взагалі виглядало як щось фантастичне. Тепер же будь-який спеціаліст може використати програмне забезпечення лавреатів, щоб передбачити структуру важливого наявного протеїну чи створити свій, унікальний. Навіть важко уявити, до чого це призведе через декілька років, але це точно революція у структурній біології, медичній хімії та багатьох інших галузях».

Щиро вітаємо колег з важливими відкриттями, які вже сьогодні приносять користь нашому суспільству та мають величезні перспективи для розвитку та застосування.

Нобелівський тиждень у КНУ – це серія коментарів КНУ-експертів про цьогорічні премії з фізіології та медицини, фізики, хімії, літератури, миру та економіки.

Ілюстрації: Центр комунікацій КНУ, Нобелівський комітет

Центр комунікацій