Nobel da Química atribuído pelo domínio das estruturas das proteínas

David Baker, Demis Hassabis e John Jumper foram galardoados com o Prémio Nobel da Química de 2024 pela investigação sobre a previsão das estruturas das proteínas e a conceção de novas proteínas — as “moléculas que fazem a vida acontecer”.

O Prémio Nobel da Química de 2024 foi atribuído a David Baker, Demis Hassabis e John Jumper pelo seu trabalho na compreensão da estrutura das proteínas, que desempenham papéis vitais em todos os organismos vivos.

Demis Hassabis e John Jumper, investigadores da Google DeepMind, desenvolveram uma inteligência artificial que prevê a estrutura das proteínas.

David Baker, investigador da Universidade de Washington, foi reconhecido pelo seu trabalho na conceção de novas proteínas.

As proteínas são as moléculas que fazem a vida acontecer. Toda a maquinaria fundamental da vida é feita de proteínas, desde os músculos que nos dão força e as moléculas que lêem e copiam o ADN até aos anticorpos que nos protegem das infecões, explica a New Scientist.

“Para compreender a vida, é preciso primeiro compreender a forma das proteínas”, disse Heiner Linke, presidente do Comité Nobel da Química, numa conferência de imprensa.

Todas as proteínas são constituídas por cadeias de aminoácidos e existem cerca de 20 tipos diferentes destes compostos.

A forma das proteínas é determinada pela sequência de aminoácidos, mas a forma como as cadeias se dobram é tão complexa que é extremamente difícil prever a estrutura de uma proteína a partir da sua sequência. “Durante várias décadas, isto foi considerado impossível“, afirmou Linke.

Várias equipas desenvolveram vários métodos computacionais para prever a estrutura das proteínas, mas a sua precisão era baixa. Foi então que Hassabis e Jumper desenvolveram uma IA chamada AlphaFold.

A primeira versão do AlphaFold, revelada em 2018, foi uma melhoria em relação a outros métodos. A segunda, lançada em 2020, foi um enorme salto em frente, prevendo dois terços das estruturas proteicas com mais de 90% de precisão.

Em 2022,  foi usado para prever a estrutura de quase todas as proteínas conhecidas, sendo os resultados disponibilizados gratuitamente.

“Foi um enorme avanço“, afirmou Johan Åqvist, membro do comité do Nobel da Química. “Trata-se de um recurso fantástico para a investigação química e biológica”.

Há muito que Baker trabalha no problema oposto, o de conceber uma proteína com uma estrutura desejada. As possibilidades são infinitas – as novas proteínas poderiam ser utilizadas para praticamente tudo, desde o tratamento de doenças à criação de nanomáquinas complexas.

“David Baker abriu um mundo completamente novo de proteínas que nunca tínhamos visto antes”, disse Åqvist. “É um desenvolvimento alucinante”. Para o efeito, Baker criou um software chamado Rosetta, que também está disponível gratuitamente.

Baker e a sua equipa demonstraram pela primeira vez que o Rosetta funcionava em 2003, quando conceberam uma proteína, a fabricaram e depois utilizaram uma técnica chamada cristalografia de raios X para mostrar que tinha a estrutura concebida.

Embora Åqvist tenha descrito este trabalho de 2003 como “o grande avanço”, a proteína criada era pequena, simples e não fazia nada.

O próprio Baker descreveu o processo como mais gradual. “Aconteceu de facto ao longo de muitos anos”, disse. “Nos últimos 20 anos, fomos capazes de conceber proteínas com funções cada vez mais complexas e poderosas“.

“À medida que nos tornámos cada vez melhores, o âmbito das aplicações tornou-se cada vez mais interessante”, disse Baker.

“Tem sido uma enorme abertura de possibilidades, porque as proteínas na natureza fazem tantas coisas diferentes. São mediadoras de todos os processos no nosso corpo e em todos os seres vivos”, detalhou.

Baker também deu crédito aos seus colegas: “Apoiei-me em ombros de gigantes. Tive, ao longo da minha carreira, colegas de trabalho absolutamente maravilhosos”.

O prémio foi uma surpresa, apesar de se especular que o poderia receber, disse ele. “Está a ser um dia único e especial”.

O prémio de química é o terceiro Nobel atribuído este ano.

No dia 8 de outubro, o Prémio Nobel da Física de 2024 foi atribuído aos físicos John Hopfield e Geoffrey Hinton pelo seu trabalho em redes neuronais artificiais.

No dia anteriro, o Prémio Nobel da Medicina de 2024 tinha sido atribuído a Victor Ambros e Gary Ruvkun pela descoberta de que pequenos pedaços de ARN denominados microRNA desempenham um papel fundamental no controlo dos genes.

O Prémio Nobel da Química do ano passado foi atribuído a três dos criadores de pontos quânticos – partículas tão pequenas que as suas propriedades eléctricas e ópticas são influenciadas pela física quântica.