Giải Nobel Hóa học 2024: Khám phá bí mật về cốt lõi của sự sống

Những thành tựu từ công trình đoạt giải Giải Nobel Hóa học 2024 mở ra nhiều bước tiến quan trọng trong tương lai, từ việc tìm kiếm các loại thuốc mới đến các enzym có thể phân hủy chất ô nhiễm.

Giải Nobel Hóa học 2024 đã được trao cho 3 nhà khoa học vì những đột phá trong việc giải mã những bí ẩn lâu đời của protein, vốn được xem là "những viên gạch xây dựng nên sự sống".

Hai nhà khoa học Demis Hassabis và John Jumper thuộc phòng thí nghiệm DeepMind của Google đã sử dụng các kỹ thuật trí tuệ nhân tạo (AI) để dự đoán cấu trúc của protein, trong khi nhà hóa sinh David Baker đã thành công trong việc thiết kế những loại protein hoàn toàn mới mà tự nhiên chưa từng tạo ra.

Lễ công bố giải Nobel Hóa học năm 2024 tại Viện Hàn lâm Khoa học Hoàng gia Thụy Điển ở Stockholm, ngày 9.10.2024. (Ảnh: AA/TTXVN)

Những thành tựu này hứa hẹn sẽ mở ra nhiều bước tiến quan trọng trong tương lai, từ việc tìm kiếm các loại thuốc mới đến các enzym có khả năng phân hủy chất ô nhiễm.

Sau đây là phần giải thích khoa học đằng sau những khám phá đoạt giải Nobel Hóa học 2024.

Theo mô tả của ông Davide Calebiro - một nhà nghiên cứu protein tại trường Đại học Birmingham (Anh), protein là các phân tử hoạt động như “nhà máy” của mọi quá trình diễn ra trong cơ thể chúng ta. ADN cung cấp bản thiết kế cho mỗi tế bào và protein sử dụng thông tin này để định danh tế bào theo các chức năng cụ thể như tế bào não hoặc tế bào cơ.

Protein được tạo nên từ 20 loại axit amin khác nhau. Trình tự mà các axit amin này khởi đầu sẽ quyết định cấu trúc 3D mà chúng sẽ xoắn lại và gấp nếp.

Bà Mary Carroll - Chủ tịch Hiệp hội Hóa học Mỹ so sánh quá trình này giống như một dây điện thoại cũ. Bà giải thích: "Bạn có thể kéo căng dây điện thoại ra, khi đó bạn sẽ chỉ có một cấu trúc một chiều. Rồi sau đó, nó sẽ tự động co lại thành cấu trúc 3D".

Vì thế, để làm chủ được protein, các nhà hóa học cần phải hiểu cách các trình tự 2D biến thành các cấu trúc 3D phức tạp này.

Nhà hóa sinh người Pháp Sophie Sacquin-Mora chia sẻ: “Thiên nhiên đã cung cấp cho chúng ta hàng chục nghìn loại protein khác nhau, nhưng đôi khi chúng ta muốn chúng làm những việc mà chúng chưa biết cách làm".

Nghiên cứu của các nhà khoa học từng đoạt giải Nobel trước đây đã chỉ ra rằng các nhà hóa học có thể dựa vào các trình tự axit amin để dự đoán cấu trúc mà chúng sẽ tạo thành. Tuy nhiên, điều này không hề dễ dàng.

Các nhà hóa học đã trăn trở trong suốt 50 năm và thậm chí còn tổ chức Olympic Protein - một cuộc thi định kỳ 6 tháng một lần, nhưng nơi nhiều người đã thất bại trong việc dự đoán chính xác cấu trúc.

(Theo Vietnam+)