STOCKHOLM – Drie wetenschappers die krachtige technieken ontdekten om nieuwe eiwitten – de bouwstenen van het leven – te decoderen en zelfs te ontwerpen, hebben woensdag de Nobelprijs voor de scheikunde gekregen. Hun werk maakte gebruik van geavanceerde technologieën, waaronder kunstmatige intelligentie, en heeft het potentieel om de manier waarop nieuwe medicijnen en andere materialen worden gemaakt te transformeren.
De prijs werd toegekend aan David Baker, een biochemicus aan de Universiteit van Washington in Seattle, en aan Demis Hassabis en John Jumper, computerwetenschappers bij Google DeepMind, een Brits-Amerikaans onderzoekslaboratorium voor kunstmatige intelligentie gevestigd in Londen.
Aanbevolen video’s
Heiner Linke, voorzitter van het Nobelcomité voor de Scheikunde, zei dat de prijs een eerbetoon is aan onderzoek dat ‘al tientallen jaren een grote uitdaging in de chemie, en in het bijzonder in de biochemie, heeft ontrafeld’.
“Het is die doorbraak die vandaag wordt beloond”, zei hij.
Waar is de Nobelprijs voor de Scheikunde 2024 voor bedoeld?
Eiwitten zijn complexe moleculen met duizenden atomen die draaien, draaien, lussen en spiralen in een talloze reeks vormen die hun biologische functie bepalen. Wetenschappers dromen er al tientallen jaren van om efficiënt nieuwe eiwitten te kunnen ontwerpen en bouwen.
Baker, 62, wiens werk sinds de jaren negentig gefinancierd wordt door de National Institutes of Health, creëerde een computerprogramma genaamd Rosetta dat hielp bij het analyseren van informatie over bestaande eiwitten in uitgebreide databases om nieuwe eiwitten te bouwen die in de natuur niet voorkomen.
“Het lijkt erop dat je nu met deze technologie vrijwel elk type eiwit kunt construeren”, zegt Johan Åqvist van het Nobelcomité.
Hassabis, 48, en Jumper, 39, creëerden een model voor kunstmatige intelligentie dat de structuur heeft voorspeld van vrijwel alle 200 miljoen eiwitten die onderzoekers ooit hebben geïdentificeerd.
Het duo “slaagde erin de code te kraken. Met vakkundig gebruik van kunstmatige intelligentie maakten ze het mogelijk om de complexe structuur van vrijwel elk bekend eiwit in de natuur te voorspellen”, aldus Linke.
Waarom is dit werk belangrijk?
Het vermogen om nieuwe eiwitten op maat te ontwerpen – en bestaande eiwitten beter te begrijpen – zou onderzoekers in staat kunnen stellen nieuwe soorten medicijnen en vaccins te creëren.
Het zou wetenschappers ook in staat kunnen stellen nieuwe enzymen te ontwerpen om kunststoffen of andere afvalmaterialen af te breken die de vervuiling zouden neutraliseren, vertelde Baker op een persconferentie, of zelfs met geheel nieuw materiaal voor halfgeleiders te komen.
Een voorbeeld is een mogelijke neusspray die de snelle verspreiding van specifieke virussen, zoals COVID-19, zou kunnen vertragen of stoppen, zei hij. Een ander medicijn is een medicijn dat de opeenvolging van symptomen, bekend als cytokinestorm, verstoort.
“Dat was altijd de heilige graal. Als je zou kunnen uitvinden hoe eiwitsequenties zich in hun specifieke structuren kunnen vouwen, dan zou het mogelijk kunnen zijn om eiwitsequenties te ontwerpen die zich kunnen vouwen tot nooit eerder geziene structuren die voor ons nuttig zouden kunnen zijn”, zegt Jon Lorsch, directeur van de NIH.
Hoe reageerden de winnaars?
“Dus het was ook een beetje oorverdovend”, zei hij.
Hassabis zei dat hij thuis gewoon een ‘normale ochtend’ had toen hij uiteindelijk werd gebeld.
Het Nobelcomité had zijn nummer aanvankelijk niet en slaagde er eerst in zijn vrouw te bereiken, maar ze hing een paar keer op, vertelde hij op een online nieuwsbriefing.
“Ze bleven volhouden en toen, denk ik, realiseerde ze zich dat het een Zweeds nummer was en toen vroegen ze om mijn nummer”, zei hij.
“Het is zo ongelooflijk. Het is op dit moment zo onwerkelijk”, zegt Jumper, onderzoeker en directeur bij Google DeepMind. “En het is geweldig.”
Wat was de rol van AI?
Hassabis, een van de leidende techfiguren van Groot-Brittannië, was in 2010 medeoprichter van het AI-onderzoekslaboratorium DeepMind, dat in 2014 door Google werd overgenomen. Een van de doorbraken in het verleden was de ontwikkeling van een AI-systeem dat het Chinese spel Go beheerste en de menselijke wereldkampioen van het spel versloeg.
In het verleden hebben onderzoekers maanden of jaren gewerkt om de structuur van een enkel complex eiwit te ontcijferen.
De twee onderzoeksgroepen leerden van elkaars werk.
Baker zei dat het kunstmatige-intelligentiewerk van Hassabis en Jumper zijn team een enorme boost gaf.
“De doorbraken van Demis en John op het gebied van de voorspelling van de eiwitstructuur hebben ons echt laten zien welke kracht AI zou kunnen hebben”, zegt Baker. “En dat bracht ons ertoe deze AI-methoden toe te passen op het ontwerp van eiwitten.”
De wetenschap is in een stroomversnelling gekomen, zei Jumper. “Het is een belangrijke demonstratie dat AI de wetenschap sneller zal maken”
Het is de tweede Nobelprijs dit jaar die wordt toegekend aan iemand met links naar onderzoek op het gebied van kunstmatige intelligentie bij Google.
Nobelprijswinnaar voor natuurkunde Geoffrey Hinton, 76, vaak de ‘peetvader van AI’ genoemd, werkte ook bij het in Californië gevestigde technologiebedrijf totdat hij stopte, zodat hij opener kon spreken over de mogelijke nadelen van AI.
“Ik hoop dat AI tot enorme voordelen zal leiden”, vertelde Hinton dinsdag op een persconferentie. “Ik ben ervan overtuigd dat dit ook in de gezondheidszorg zal gebeuren.”
“Mijn zorg is dat het ook tot slechte dingen kan leiden. En vooral als we dingen intelligenter maken dan wijzelf, weet niemand echt of we ze onder controle kunnen houden.”
Meer over de Nobelprijzen
De winnaars van de scheikundeprijzen van woensdag vertegenwoordigen een jongere generatie die het werk voortzet van de AI-pioniers die worden geëerd voor natuurkunde, zegt Michael Kearns, een computerwetenschapper aan de Universiteit van Pennsylvania.
Ze maken AI-modellen “schaalbaar en praktisch en passen deze toe op zeer belangrijke wetenschappelijke problemen.”
Baker krijgt de helft van het prijzengeld van 11 miljoen Zweedse kronen ($1 miljoen), terwijl Hassabis en Jumper de andere helft delen.
De Nobelprijsaankondigingen begonnen maandag met het winnen van de medicijnprijs door de medische onderzoekers Victor Ambros en Gary Ruvkun. Hinton en mede-AI-pionier John Hopfield, 91, wonnen de natuurkundeprijs.
De prijzen gaan verder met de literatuurprijs donderdag, de Nobelprijs voor de Vrede vrijdag en de economieprijs op 14 oktober.
Het prijzengeld komt uit een legaat van de bedenker van de prijs, de Zweedse uitvinder Alfred Nobel. De laureaten worden uitgenodigd om hun prijzen in ontvangst te nemen tijdens ceremonies op 10 december, de verjaardag van Nobels dood.