Даниэль Сильва, мексиканец, получивший Нобелевскую премию по химии: «Мы находимся в начале революции».
Мексика 2024-10-13 02:57:00 Телеграм-канал "Новости Мексики"
Нобелевская премия по химии за 2024 год присуждена трем исследователям, раскрывшим секрет белков, который является ключом к пониманию того, как устроена жизнь. Одна половина досталась Демису Хассабису и Джону Хамперу, двум ученым, разработавшим при финансовой поддержке Google модель искусственного интеллекта, позволяющую предсказывать сложные белковые структуры - загадку, которую не удавалось разгадать более 50 лет. Другая половина премии досталась Дэвиду Бейкеру, пионеру в области вычислительного проектирования белков - задачи, которая еще несколько лет назад казалась практически невыполнимой. Эта часть премии также наполняет Мексику гордостью. Ученый Даниэль Сильва (Мехико, 44 года) сотрудничает с Бейкером уже более 10 лет, сначала в лаборатории Вашингтонского университета, а теперь в качестве соучредителя и директора компании Monod Bio, которая обещает изменить будущее науки и медицины. «Мы занимаемся тем, что превращаем фантастические научные концепции в продукты, которые меняют жизнь людей», - говорит Сильва в интервью. Технология Бейкера уже применяется для создания более эффективных и безопасных вакцин или обезболивающих препаратов, не вызывающих привыкания, хотя молекул, из которых они состоят, не существует в природе. «Мы находимся в начале революции», - объясняет доктор биохимии. Сильва понял, что хочет стать ученым, прочитав в журнале Muy Interesante статью о ДНК. Он поступил в Национальный автономный университет Мексики (UNAM) в 1999 году, в разгар забастовки, и до сих пор помнит, как перепрыгнул через забор, чтобы учиться в Институте биомедицинских исследований. Он познакомился с Бейкером на его лекции, которую тот читал 20 лет назад в UNAM, когда он еще был студентом. Увидев его интерес, нобелевский лауреат по химии в тот же день научил его пользоваться разработанным им программным обеспечением Rosetta, а через несколько дней он случайно встретил его во время отпуска с семьей в Оахаке. Прямо там Сильва попросил у него шанс. «После этого он признался мне, что думал, будто я преследовал его во время отпуска», - говорит он со смехом. В итоге она стала работать с ним почти 10 лет спустя, получив докторскую степень в Мексике и пройдя постдокторскую стажировку в Гонконге. «Я разыскала его и спросила, помнит ли он меня. Так он присоединился к команде, получившей Нобелевскую премию в этом году». Вопрос. Как бы вы объяснили, что означает это открытие? Ответ. Сначала нужно понять, что такое белок. Парадигма молекулярной биологии заключается в том, что у нас есть ДНК. ДНК хранит информацию в сегментах кодирующих последовательностей, называемых генами. [...] [...] [...] Идея заключается в том, что в зависимости от того, в каком порядке вы их расположите, когда они закончатся, они соберутся в нечто, имеющее сложную функцию. Вдруг они станут велосипедом, а если вы расположите их в другом порядке, то они превратятся в дом или столб. А теперь представьте себе это в микроскопическом масштабе, внутри белков. Все функции, которые мы имеем внутри себя, включая антитела, защищающие нас от болезней, - это белки. Природа работает с белками, которые развили все эти функции. Но мы также обладаем способностью синтезировать белки и другие типы клеток. Вопрос в том, что если мы сможем понять, как они работают, и разработать последовательности белков, которые будут выполнять новые функции. Дэвид, по сути, изобрел эту область в 2003 году, впервые продемонстрировав, что можно спроектировать белок на компьютере. Если мы сможем делать это регулярно, у нас появятся белки для терапевтических или диагностических целей. Перспективы огромны, ведь белки могут выполнять практически любые функции, которые только можно себе представить. В. Эта проблема оставалась загадкой более 50 лет, почему ее было так трудно разгадать? О. Когда они поняли, что существует всего 20 аминокислот и что белки имеют конечный размер, ученые решили, что должны существовать правила, объясняющие, как это работает, и решили, что это будет просто. Но они быстро поняли, что количество комбинаций огромно, потому что вращение молекул, способ их складывания и ориентация также имеют значение. Большинство существующих функциональных белков состоят из 100 или более аминокислот. Количество комбинаций огромно и не может быть рассчитано обычными физическими методами. Поэтому люди начали использовать так называемые эвристические методы, которые представляют собой вычислительные методы обучения машин, но без части искусственного интеллекта. И прогресс был налицо, но мы все еще пытались понять, как все это работает и каковы правила, чтобы упростить моделирование того, как складываются белки. Что искусственный интеллект смог сделать, так это сказать: «Ну, нам лучше не исследовать каждое из этих правил», но мы собираемся обучить машину модели, которая объясняет это. Другая часть Нобелевской премии была присуждена исследователям Google, которые изобрели первый алгоритм с искусственным интеллектом, позволяющий сворачивать белки. А раз так, то решается и обратная проблема - как делать белки, потому что, создав белок, вы можете проверить, правильно ли он складывается, и понять, как это сделать с помощью модели искусственного интеллекта. Это была проблема, которая решилась сама собой, когда появилось все это и все упростилось. То, что сделали они, и то, что сделал Бейкер, - две стороны одной медали. В. Как это открытие повлияет на жизнь людей? О. Я думаю, оно будет постепенным. Вполне вероятно, что первыми местами, где эти белки изменят нашу жизнь, станут диагностика и лечение. Самые современные лекарства основаны на белках, но эти белки взяты из природы. Благодаря этому прорыву мы собираемся сделать следующий шаг. Мы будем проектировать наши белки в компьютере. Существуют природные антитела, которые являются фантастическими, но они не обладают всеми теми свойствами, которые мы хотели бы получить. Большая мечта - создать белки, обладающие идеальными свойствами и потому более эффективные. Существуют также методы лечения, которые мы хотели бы иметь, но против этих молекул невозможно создать антитела. Теперь мы можем разработать и сделать их эффективными. Мы также можем подумать о белках, которые помогут нам сделать лучшую диагностику. Мы даже можем мыслить на следующем уровне: можно создавать ферменты для биотехнологий или биоремедиации и делать растения с более высокой питательной ценностью или создавать материалы с белками, которые выполняют свои функции. Это звучит невероятно, но я думаю, что это произойдет уже при нашей жизни. [...] [...] [...] Я думаю, что мы находимся на том этапе, когда все изменится. Дэвид начал заниматься этим в 2003 году, и ему потребовалось 20 лет, чтобы пройти этот путь. Существует большое сообщество людей, которые уже делают то, что делаем мы, некоторые из них обучены им, а некоторые - самостоятельно. Раньше это было сложно сделать, и этим занимались только избранные, у которых были знания и ресурсы. Теперь для этого больше не нужно быть экспертом или белковым инженером. Программное обеспечение есть, вы можете его использовать. Принципы можно объяснить, и их легко понять. Я думаю, что произойдет то же самое, что случилось, когда несколько компаний-разработчиков программного обеспечения начали давать всем в руки очень мощные инструменты для проектирования. Вдруг повсюду стали появляться дизайнеры, и некоторые из них делали потрясающие вещи. Я действительно думаю, что мы находимся в начале революции. В. По поводу искусственного интеллекта до сих пор существует много сомнений. Есть ли риск, что эта технология попадет не в те руки? О. Я всегда считал, что лучший способ избежать этого - дать эту технологию в руки каждому. Я не думаю, что это можно остановить. [...] Когда компания Google решила проблему сворачивания белков, у них было два пути: они могли оставить ее при себе, как будто это «секретный рецепт», или отдать ее в руки всем желающим. И, что удивительно, они решили предложить его всем желающим, без ограничений. Я считаю, что все важные научные открытия имеют риск быть использованными не по назначению, но я горячо верю в человечество и общество. И я думаю, что мы найдем способы регулировать это, чтобы попытаться уменьшить эти риски. В. Что меняется после получения Нобелевской премии? О. Уровень интереса. Все больше людей узнают, что такое существует, и задумаются, действительно ли область дизайна белков готова к тому, чтобы они тоже начали этим заниматься. Это радикально изменит энтузиазм и количество ресурсов в этой области. Возможно, кто-то из правительства прочитает это и поймет, что в Мексике стоит инвестировать в исследования белков. В. Может быть, это увидит молодой человек, который захочет стать ученым... О. Да, надеюсь, их будет больше, чем один. У нас в Мексике есть замечательные ученые, но нам не хватает ресурсов. Но с появлением этой науки все изменится. Она намного дешевле и эффективнее. [...] [...]