Und am Ende siegt die künstliche Intelligenz. Nachdem die Schwedische Akademie am Dienstag, dem 8. Oktober, die theoretischen Grundlagen neuronaler Netze, die grundlegende Grundlage moderner KI, mit dem Nobelpreis für Physik ausgezeichnet hat, belohnt sie diesen Mittwoch eine der Anwendungen dieser neuronalen Netze: Alphafold, eine KI, die von entworfen wurde Google DeepMind. John Jumper und Demis Hassabis, Direktor bzw. Mitbegründer von Google DeepMind, haben eine KI entwickelt, die in der Lage ist, die dreidimensionale Struktur von Proteinen vorherzusagen. Ihren Nobelpreis für Chemie 2024 teilen sie sich mit David Baker, einem amerikanischen Wissenschaftler, der sich seit mehr als dreißig Jahren mit der Frage der Proteinform beschäftigt. Er entwickelte eine Methode zur Herstellung eines künstlichen Proteins.
„Ich bin nicht überrascht, dass sie belohnt werden, aber ich bin überrascht, dass es so schnell passiert. Alpha Fold ist erst vier Jahre alt.“Kommentar für Freigeben Sophie Sacquin-Mora, CNRS-Forschungsdirektorin am Theoretical Biochemistry Laboratory. Tatsächlich senken John Jumper, 39 Jahre, Demis Hassabis, 48 Jahre und David Baker, 62 Jahre, das Durchschnittsalter der Gewinner von 2024, das bisher bei über 70 Jahren lag, drastisch. Es dauert normalerweise Jahrzehnte, bis der Nobelpreis einen entscheidenden Fortschritt in einem Bereich belohnt.
Sophie Sacquin-Mora erinnert sich «l’efferveszenz» als Alpha Fold im Jahr 2020 veröffentlicht wurde. „Viele Teams haben die Software übernommen, es gab sehr schnell Hunderte von Artikeln, die sie nutzten“sagt sie aus. Und aus gutem Grund ist das Verständnis der dreidimensionalen Konformation eines Proteins in der Biologie unerlässlich, aber bisher war es eine mühsame Aufgabe. Die Zusammensetzung von Proteinen ist leicht bekannt. Diese im Körper wirkenden Moleküle werden durch Gene erzeugt. Wenn wir die Sequenz eines Gens kennen, kennen wir die Sequenz der Aminosäuren, aus denen das zugehörige Protein besteht. Aber die Form, die Letzteres annimmt, bleibt ein Rätsel. Wissenschaftler verfügen über mehrere bildgebende Verfahren, aber es dauert Monate oder sogar Jahre, bis sie eine Antwort erhalten. Ergebnis, „Wir kennen die Struktur von 200.000 Proteinen aus den Millionen, die in der Natur vorkommen“glaubt Sophie Sacquin-Mora. Es gibt also noch viel zu tun, und AlphaFold wird es beschleunigen, da es uns ermöglicht, eine vorgeschlagene Struktur viel schneller zu erhalten, auch wenn diese nicht perfekt ist.
„Lebenswerk“
„KI konnte das Thema angehen, weil sich die Strukturbiologie-Community schon sehr früh dazu entschlossen hat, ihre Daten zu bündeln“betont Konrad Hinsen, Forscher am Zentrum für Molekulare Biophysik. Tatsächlich ist die leistungsstärkste KI nichts ohne eine hochwertige Datenbank, auf der man trainieren kann. Hier kommt die Auszeichnung ins Spiel, die David Baker verliehen wird, der sich seit dreißig Jahren mit der Strukturbiologie beschäftigt. „Diese Auszeichnung würdigt ein Lebenswerk, das im Protein-Engineering gipfelt.“glaubt Konrad Hinsen. David Baker entwickelte ein Computerprogramm, um das Ad-hoc-Protein abhängig von der Funktion zu erstellen, die es ausführen soll. Beispielsweise, so das Nobelkomitee, könne diese Technik zur Herstellung neuer Medikamente, Impfstoffe oder winziger Sensoren genutzt werden. Im Wesentlichen vergleicht das Programm die gewünschte Funktion mit den Funktionen bekannter Proteine und schlägt die Aminosäuresequenz vor, aus der das Protein entstehen soll, das die gewünschte Funktion erfüllen kann.
Im Jahr 2023 zeichnete die Schwedische Akademie drei in den USA ansässige Forscher aus: Moungi Bawendi vom Massachusetts Institute of Technology (MIT), Louis Brus von der Columbia University und Alexei Ekimov, der für Nanocrystals Technology arbeitet „die Entdeckung und Synthese von Quantenpunkten“, Große Fortschritte auf dem Gebiet der Nanotechnologie. Die Nobelsaison 2024 wurde am Montag mit der Verleihung des Medizinpreises an die Amerikaner Victor Ambros und Gary Ruvkun für ihre Entdeckung der microRNA eröffnet. Weiter geht es mit der Literatur am Donnerstag, dem Friedensnobelpreis am Freitag und dem der Wirtschaftswissenschaften am 14. Oktober.
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