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Imagem: Reprodução / Nobel

Três cientistas decifram as proteínas e dividem Prêmio Nobel de Química de 2024

David Baker, Demis Hassabis e John M. Jumper, foram homenageados na última quarta ao desenvolverem uma inteligência artificial capaz de predizer a configuração de proteínas complexas


Vitor Viterbo

Notícias

Doutor em Química pela UFMG; Mestre em Modelagem Matemática e Computacional pelo CEFET-MG, tendo realizado trabalhos em IA no Brasil e Estados Unidos. Atualmente dedica seu tempo ao desenvolvimento de novas tecnologias baseadas em inteligência artificial, computação quântica, eletrônica e áreas afins.


O que era visto como quase impraticável, foi alcançado por David Baker ao usar o “projeto computacional de proteína”para criar uma nova. As proteínas são praticamente a conexão entre a Química e a vida, por agirem como catalisadores de reações químicas no organismo. Elas também podem atuar como anticorpos, hormônios, sinalizadores e enzimas.

Demis Hassabis e John. Jumper fizeram a predição de praticamente todos os 200 milhões de proteínas que foram identificadas por pesquisadores. Eles utilizaram um modelo de inteligência artificial (IA),chamado Alphafold 2, para executar essa proeza. Dentro das inúmeras aplicações surge a possibilidade de criar imagens de enzimas que podem decompor o plástico.

“Uma das descobertas desse ano diz respeito à construção de proteínas espetaculares. A outra é sobre a conclusão de um sonho de 50 anos: predizer a estrutura de uma proteína a partir de uma sequência de aminoácidos. Ambas as descobertas abrem grandes possibilidades,” disse Heineken Link,Presidente do Comitê do Prêmio Nobel de Química.

Átomos e moléculas

Para familiarizar-se com a grandeza do feito dos laureados, temos que começar a pensar na tabela periódica dos elementos químicos, cuja complexidade já um “capítulo”à parte na história da Química e da ciência. Nela, cada átomo é descrito através da mecânica quântica em conjunto com propriedades que podem ser medidas, como a massa. Na descrição do átomo de hidrogênio, o mais simples de todos, com um núcleo e um elétron, a quântica é utilizada via equação de Schrödinger (o mesmo do experimento mental apelidado de “gato de Schrödinger”).O assunto fica mais difícil de ser tratado à medida que os átomos vão ficando mais complexos, como carbono, o oxigênio e o nitrogênio, que participam da formação das nossas células. Eles são combinados através de reações químicas,formando moléculas que podem reagir entre si originando novas moléculas, como no motor a combustão de um carro, em que, de uma forma simplificada, o etanol reage com o oxigênio da atmosfera, liberando moléculas de gás carbônico e de água, na forma de vapor e energia (convertida no movimento do carro). A representação desse processo através de cálculos (mecânica quântica) é extremamente complexa, mesmo as moléculas de oxigênio, etanol, gás carbônico e água sendo relativamente simples, considerando o seu tamanho.

A profundidade do assunto não para por aí. Os átomos, combinados,podem formar aminoácidos e uma sequência deles, ligados,finalmente formam macromoléculas (proteínas). A quantidade de variáveis envolvidas no estudo dessas estruturas é extremamente grande e exigem um custo computacional considerável, por isso a IA foi a ponte para o avanço nesta área da ciência e sua popularização está acelerando a sociedade.

§  David Baker, nasceu em 1962 em Seattle, WA, EUA. Doutorado em 1989 pela Universidade da Califórnia, Berkeley, CA, EUA. Professor na Universidade de Washington, Seattle, WA, EUA e Investigador no Howard Hughes Medical Institute, EUA.

§  Demis Hassabis, nasceu em 1976 em Londres, Reino Unido. Doutorado em 2009 pela University College London, Reino Unido. CEO do Google DeepMind, Londres, Reino Unido.

§  John M. Jumper, nasceu em 1985 em Little Rock, AR, EUA. Doutorado em 2017 pela Universidade de Chicago, IL, EUA. Cientista Sênior de Pesquisa no Google DeepMind, Londres, Reino Unido.

* Esta coluna tem caráter opinativo e não reflete o posicionamento do grupo.
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