据诺贝尔的官网消息,北京时间2022年10月5日将公布诺贝尔化学奖。
参考国外网站的调查,目前呼声最高的获奖者是John Jumper、Janusz Pawliszyn和Shankar Balasubramanian。下面我们一起科普下他们的成果吧。
人工智能预测蛋白质的三维结构
精准预测蛋白结构,一直是学术界的重要任务,这也是极其耗时耗力的工作。而今天,借助高速发展的人工智能,我们可以更有效率地解决这个问题。
2020年,Demis Hassabis和John Jumper博士领导的DeepMind团队设计了AlphaFold人工智能(AI)系统,破解困扰生物学届50年的蛋白折叠问题,能根据蛋白质的氨基酸序列精确地预测其三维结构。随后半年时间,DeepMind和欧洲生物信息研究所(EMBL-EBI)合作,发布了由AlphaFold预测的蛋白结构数据库,其涵盖了人类和20种常用模式生物的35万个蛋白质结构,并准确预测了98.5%的人类蛋白质结构。
Demis Hassabis(左)和John Jumper(右)
AlphaFold的工作被《科学》评为2021年的年度科学突破。今年7月,AlphaFold已经预测出超过100万个物种的2.14亿个蛋白质结构,几乎涵盖了地球上所有已知蛋白质。AlphaFold将确定蛋白结构的时间从几个月到几年缩短到几小时甚至几分钟,同时助力药物设计、纳米材料、合成生物学、以及对细胞过程的根本理解等多个领域,具有巨大的前景,也改变了我们探索世界的方式。
固相微萃取技术
Janusz Pawliszyn教授是国际著名分析化学家、加拿大皇家科学院院士、分析化学和环境化学方面的首席科学家,加拿大自然科学与工程技术研究理事会的首席科学家,固相微萃取(SPME)技术的创始人。
Pawliszyn多年来致力于先进样品前处理技术研究,并应用于复杂基质中目标分析物鉴定、原位分析和活体检测。他的研究重点是在面对复杂基质样品时,通过采用高度自动化集成分析仪器分离、鉴定待测样品。Pawliszyn博士所在研究小组使用了多种分离技术,包括气相、液相以及毛细管电泳。目前已发表论文和专著超过500篇,其中在Analytical Chemistry发表论文100多篇,H-index指数82,2006年被选为ISI论文最高引用的化学家。Trends Anal. Chem.和Anal. Chim. Acta的主编,J Sep Sci., Journal of Pharmaceutical Analysis等多个杂志的编委。
Janusz Pawliszyn
第二代基因测序技术
Shankar Balasubramanian是英国剑桥癌症研究所高级组长和剑桥大学三一学院研究员,也是英国皇家学会(FRS)会员和欧洲分子生物学组织(EMBO)成员。
Shankar Balasubramanian
Balasubramanian研究的是高通量测序技术(NGS),又被称为第二代基因测序技术,具有高输出量以及高解析度等优势,能够迅速读取序列,在提供丰富的遗传学信息的同时,还能够起到缩短测序时间的作用。
1998年,剑桥大学Shankar Balasubramanian和另外合作者David Klenerman、Pascal Mayer,开发出了俗称Solexa Sequencing的DNA测序方法。与基于Sanger法的DNA测序手法相比,这项技术具有压倒性的优势,比如测序速度快,可以自动测序,并且价格低廉,准确简便,并且多个DNA链可以同时并行的进行解析。基于这项技术,人类得以快速识别和表征新冠病毒,从而快速开发疫苗以及实时监测新的变异病毒。
高通量测序技术不仅在学术上取得突破,更在商业上取得巨大的成功,成为目前市场上的主流,份额达80%。这项技术彻底改变了生物学,也让我们能够快速进行基因测序,加快了生物学和医学的发展。