2022年諾貝爾化學獎,將花落誰家?

參考國外網站的調查,目前呼聲最高的獲獎者是John Jumper、Janusz Pawliszyn和Shankar Balasubramanian。下面我們一起科普下他們的成果吧。

人工智能預測蛋白質的三維結構

精準預測蛋白結構,一直是學術界的重要任務,這也是極其耗時耗力的工作。而今天,藉助高速發展的人工智能,我們可以更有效率地解決這個問題。

2020年,Demis Hassabis和John Jumper博士領導的DeepMind團隊設計了AlphaFold人工智能(AI)系統,破解困擾生物學屆50年的蛋白摺疊問題,能根據蛋白質的氨基酸序列精確地預測其三維結構。隨後半年時間,DeepMind和歐洲生物信息研究所(EMBL-EBI)合作,發佈了由AlphaFold預測的蛋白結構數據庫,其涵蓋了人類和20種常用模式生物的35萬個蛋白質結構,並準確預測了98.5%的人類蛋白質結構。

Demis Hassabis(左)和John Jumper(右)

AlphaFold的工作被《科學》評為2021年的年度科學突破。今年7月,AlphaFold已經預測出超過100萬個物種的2.14億個蛋白質結構,幾乎涵蓋了地球上所有已知蛋白質。AlphaFold將確定蛋白結構的時間從幾個月到幾年縮短到幾小時甚至幾分鐘,同時助力藥物設計、納米材料、合成生物學、以及對細胞過程的根本理解等多個領域,具有巨大的前景,也改變了我們探索世界的方式。


固相微萃取技術

Janusz Pawliszyn教授是國際著名分析化學家、加拿大皇家科學院院士、分析化學和環境化學方面的首席科學家,加拿大自然科學與工程技術研究理事會的首席科學家,固相微萃取(SPME)技術的創始人。

Pawliszyn多年來致力於先進樣品前處理技術研究,並應用於複雜基質中目標分析物鑒定、原位分析和活體檢測。他的研究重點是在面對複雜基質樣品時,通過採用高度自動化集成分析儀器分離、鑒定待測樣品。Pawliszyn博士所在研究小組使用了多種分離技術,包括氣相、液相以及毛細管電泳。目前已發表論文和專著超過500篇,其中在Analytical Chemistry發表論文100多篇,H-index指數82,2006年被選為ISI論文最高引用的化學家。Trends Anal. Chem.和Anal. Chim. Acta的主編,J Sep Sci., Journal of Pharmaceutical Analysis等多個雜誌的編委。

Janusz Pawliszyn

第二代基因測序技術

Shankar Balasubramanian是英國劍橋癌症研究所高級組長和劍橋大學三一學院研究員,也是英國皇家學會(FRS)會員和歐洲分子生物學組織(EMBO)成員。

Shankar Balasubramanian

Balasubramanian研究的是高通量測序技術(NGS),又被稱為第二代基因測序技術,具有高輸出量以及高解析度等優勢,能夠迅速讀取序列,在提供豐富的遺傳學信息的同時,還能夠起到縮短測序時間的作用。

1998年,劍橋大學Shankar Balasubramanian和另外合作者David Klenerman、Pascal Mayer,開發出了俗稱Solexa Sequencing的DNA測序方法。與基於Sanger法的DNA測序手法相比,這項技術具有壓倒性的優勢,比如測序速度快,可以自動測序,並且價格低廉,準確簡便,並且多個DNA鏈可以同時並行的進行解析。基於這項技術,人類得以快速識別和表徵新冠病毒,從而快速開發疫苗以及實時監測新的變異病毒。

高通量測序技術不僅在學術上取得突破,更在商業上取得巨大的成功,成為目前市場上的主流,份額達80%。這項技術徹底改變了生物學,也讓我們能夠快速進行基因測序,加快了生物學和醫學的發展。

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最終花落誰家?關注化學科普君,我們拭目以待!

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#諾獎證明了愛因斯坦存在的部分錯誤#