Die Revolution der Lebensbausteine: Nobelpreis für Chemie geht an Entwickler von KI zur Proteinvorhersage und -gestaltung

Die Königlich Schwedische Akademie der Wissenschaften hat den Nobelpreis für Chemie 2024 an drei Forscher verliehen, die bahnbrechende Fortschritte bei der Vorhersage und Gestaltung von Proteinstrukturen erzielt haben. Diese Strukturen sind der Schlüssel zum Verständnis der Funktionsweise von Proteinen, den essenziellen Bausteinen des Lebens.

David Baker von der University of Washington erhält die eine Hälfte des Preises für seine Pionierarbeit im Bereich des computergestützten Proteindesigns. Die andere Hälfte teilen sich Demis Hassabis und John Jumper von Google DeepMind für die Entwicklung des KI-Systems AlphaFold, das die Proteinstrukturvorhersage revolutioniert hat.

Proteine: Die molekularen Maschinen des Lebens

Proteine sind an nahezu allen zellulären Prozessen beteiligt und ihre Funktion hängt entscheidend von ihrer dreidimensionalen Struktur ab, der sogenannten Proteinfaltung. Die Vorhersage dieser Strukturen galt jahrzehntelang als eine der größten Herausforderungen der Wissenschaft.

David Bakers Forschungsgruppe ist es gelungen, mithilfe von Computeralgorithmen völlig neue Arten von Proteinen zu entwerfen. Diese innovativen Proteindesigns haben das Potenzial, als Medikamente, Impfstoffe oder Nanomaterialien eingesetzt zu werden und eröffnen ein breites Anwendungsspektrum in Medizin und Biotechnologie.

AlphaFold: Ein Durchbruch in der Biologie

Das von Demis Hassabis und John Jumper entwickelte KI-System AlphaFold hat ein lange bestehendes Problem in der Biologie gelöst: die zuverlässige Vorhersage von Proteinstrukturen allein aus ihren Aminosäuresequenzen. Der Durchbruch gelang im Jahr 2020, als AlphaFold 2 beim CASP-Wettbewerb (Critical Assessment of Protein Structure Prediction) vorgestellt wurde und Proteinstrukturen mit einer Genauigkeit vorhersagte, die mit komplexen Laborexperimenten vergleichbar ist.

Der CASP-Wettbewerb, der seit 1994 alle zwei Jahre stattfindet, bewertet Methoden zur Vorhersage von Proteinstrukturen. Die Teilnehmer müssen die Strukturen von Proteinen vorhersagen, die experimentell bestimmt, aber noch nicht veröffentlicht wurden.

Kontinuierliche Weiterentwicklung und Erweiterung der Möglichkeiten

Seit der Veröffentlichung von AlphaFold 2 hat Google DeepMind die Technologie kontinuierlich weiterentwickelt. Im Jahr 2024 stellten sie AlphaFold 3 vor, das nicht nur Proteinstrukturen, sondern auch Interaktionen zwischen Proteinen, DNA, RNA und anderen Molekülen vorhersagen kann.

Enormes Potenzial für Wissenschaft und Medizin

Die Entdeckungen der Nobelpreisträger haben einen enormen Einfluss auf die Wissenschaft, da sie ein besseres Verständnis biologischer Prozesse ermöglichen und die Entwicklung neuer Medikamente beschleunigen. Das Nobelkomitee betont, dass computergestützte Methoden zur Proteinstrukturvorhersage und -gestaltung ein "enormes Potenzial" für zukünftige Forschung und Anwendungen bieten.

Bedeutung für die deutsche KI-Landschaft

Die Verleihung des Nobelpreises für Chemie an die Google DeepMind-Forscher unterstreicht die Bedeutung von Künstlicher Intelligenz für wissenschaftliche Durchbrüche. Als deutsches Unternehmen, das sich auf die Entwicklung von KI-Lösungen spezialisiert hat, sieht Mindverse diese Auszeichnung als Bestätigung für das enorme Potenzial dieser Technologie. Mindverse ist bestrebt, die Grenzen der KI weiter zu verschieben und innovative Lösungen zu entwickeln, die einen positiven Einfluss auf die Welt haben.

Bibliographie

- https://www.nobelprize.org/prizes/chemistry/2024/press-release/ - https://www.independent.co.uk/tech/nobel-prize-chemistry-google-deepmind-ai-b2626396.html - https://the-decoder.com/nobel-prize-in-chemistry-google-deepmind-ai-researchers-honoured-for-protein-breakthrough/ - https://www.ctvnews.ca/sci-tech/nobel-prize-in-chemistry-awarded-to-david-baker-demis-hassabis-and-john-jumper-for-work-on-proteins-1.7067534 - https://phys.org/news/2024-10-nobel-prize-chemistry-awarded-proteins.html - https://www.statnews.com/2024/10/09/nobel-prize-chemistry-baker-hassabis-jumper-awarded-prize/ - https://www.nature.com/articles/d41586-024-03214-7 - https://techcrunch.com/2024/10/09/deepminds-demis-hassabis-and-john-jumper-scoop-nobel-prize-in-chemistry-for-alphafold/