ثورة علمية في الكيمياء.. كيف غيّر الفائزون بجائزة نوبل 2024 مفهوم البروتينات؟

أعلنت الأكاديمية الملكية السويدية للعلوم عن منح جائزة نوبل في الكيمياء لعام 2024 لثلاثة علماء بارزين هم ديفيد بيكر، وديميس هاسابيس، وجون إم جامبر، وقد جاءت هذه التكريمات تقديرًا لإسهاماتهم الثورية في فهم البروتينات، حيث نجحوا في حل لغز استمر لأكثر من 50 عامًا يتعلق بتحديد هياكل البروتينات.

 

ما هو البروتين الحاسوبي؟

تصميم البروتين الحاسوبي هو عملية تعتمد على تقنيات الحوسبة لإنشاء وتصميم بروتينات جديدة أو تعديل الهياكل الثلاثية للبروتينات الموجودة، تُستخدم هذه العملية في العديد من المجالات، بما في ذلك البحث العلمي، وصناعة الأدوية، والاستخدامات الطبية والزراعية، يساعد تصميم البروتين الحاسوبي في التنبؤ بسلوك البروتينات، ودراسة تفاعلاتها مع الجزيئات الأخرى، وفهم كيفية تأثير الأدوية على البروتينات، يتطلب هذا المجال مهارات متقدمة في الحوسبة، والكيمياء، والبيولوجيا، ويعتمد على نمذجة حاسوبية معقدة.

 

تصميم البروتين الحاسوبي لـ ديفيد بيكر

نجح ديفيد بيكر في تطوير تقنية مبتكرة تُعرف بتصميم البروتين الحاسوبي، والتي تعتبر إنجازًا غير مسبوق في مجال علوم الحياة. تتيح هذه التقنية إنتاج بروتينات جديدة بخصائص فريدة، مما يفتح آفاقًا جديدة لتطوير الأدوية واللقاحات ومواد النانو.

 

بدأت جهود بيكر في هذا المجال منذ عام 2003، حيث قضى عقدين من الزمن في البحث والتطوير، واعتمد بيكر في ابتكاره على استخدام الأحماض الأمينية، التي تشكل اللبنات الأساسية للبروتينات، لتصميم بروتينات جديدة تختلف عن أي بروتين معروف سابقًا. وتمكنت مجموعته البحثية من إنتاج بروتينات مبتكرة يمكن استخدامها في مجالات متعددة، بما في ذلك الطب والتكنولوجيا الحيوية.

 

 

التنبؤ ببنية البروتين لـ هاسابيس وجامبر

في إنجاز آخر، أحرز ديميس هاسابيس وجون إم جامبر تقدمًا ملحوظًا من خلال تطوير نموذج ذكاء اصطناعي يُعرف باسم AlphaFold2. يتيح هذا النموذج القدرة على التنبؤ بهياكل البروتين بدقة عالية، حيث تم تحليل بيانات ضخمة تشمل حوالي 200 مليون بروتين. تُعتبر هذه الأداة قفزة نوعية في علم البروتينات، كما تقدم رؤى جديدة تتعلق بمقاومة المضادات الحيوية وسبل تحلل البلاستيك.

 

 

تُبرز إنجازات هؤلاء العلماء أهمية البحث في مجال البروتينات وتأثيره العميق على الصحة العامة والبيئة، في ظل التحديات المتزايدة التي تواجه البشرية، مثل مقاومة المضادات الحيوية وتلوث البلاستيك.