ICPMS
Další informace
WebinářeO násKontaktujte násPodmínky užití
LabRulez s.r.o. Všechna práva vyhrazena. Obsah dostupný pod licencí CC BY-SA 4.0 Uveďte původ-Zachovejte licenci.
Autor
Vysoká škola chemicko-technologická v Praze
Vysoká škola chemicko-technologická v Praze
Vysoká škola chemicko-technologická v Praze spojuje tradici s nejmodernějšími nano- a biotechnologiemi a dalšími progresivními směry a obory ve vědě a výzkumu. Spolu s vynikajícím mezinárodním renomé a špičkovým přístrojovým vybavením otevírá každému studentovi možnosti zapojit se do vědeckých projektů dle vlastního výběru, umožňuje zahraniční stáže a je následně vstupenkou k prestižnímu, dobře ohodnocenému uplatnění doma i v zahraničí.
Tagy
Článek
Popularizace
Video
Logo of LinkedIn

M. H. Kolář: Nobelova cena pro Bakera, Hassabise a Jumpera není velké překvapení

Pá, 11.10.2024
| Originální článek z: VŠCHT/Jakub Drahonský
Situaci ohledně udělení Nobelovy ceny za chemii 2024 ze svého pohledu vysvětluje a popisuje docent Michal H. Kolář z Ústavu fyzikální chemie VŠCHT Praha.
Video placeholder
  • Foto: Nobel Prize: Announcement of the 2024 Nobel Prize in Chemistry
  • Video: Nobel Prize: Announcement of the 2024 Nobel Prize in Chemistry
     

Vysvětluje, v čem jsou objevy tří oceněných výjimečné a proč není udělením ceny vědecká komunita zaskočena. Dodává k tématu poctivou dávku vhledů a souvislostí.

Nobelovy ceny za chemii 2024 byly uděleny za dva objevy, které spolu souvisí, ale probíhaly v rozdílných kontextech.

David Baker z University of Washington, USA ji dostal za racionální design a syntézu proteinů. Snahy jeho týmu trvaly přes dvacet let, během nichž se tým snažil vymyslet nové typy proteinů.

Druhá část Nobelovy ceny, kterou dostal Demis Hassabis a John M. Jumper ze společnosti DeepMind, byla udělena za výpočetní nástroj AlphaFold, který nejenže usnadnil samotný design proteinů, ale také zásadně změnil způsob, jakým dnešní vědci o struktuře proteinů přemýšlejí.

Proteiny jsou biopolymery, tedy v přírodě se vyskytující molekuly složené z univerzálních stavebních kamenů, tzv. monomerů. Buňky běžně využívají 20–22 typů monomerních jednotek. Proteiny jsou lineární, tedy nevětvené řetízky, složené typicky z 300 monomerů. Už od 70. let 20. století je známo, že pořadí monomerů definuje jednu konkrétní trojrozměrnou strukturu proteinu. K nevyřešeným otázkám patřilo, jak ze známého pořadí monomerů určit trojrozměrnou strukturu. 3D struktura proteinů zároveň určuje jeho funkci. A svou funkci může plnit pouze tehdy, pokud je protein sbalený správně.

Nobel Prize: Announcement of the 2024 Nobel Prize in Chemistry

Přírodní proteiny lze klasifikovat do několika stovek tříd. Davida Bakera zajímalo, jak v laboratoři vytvořit protein libovolného tvaru mimo známé třídy a jak mít kontrolu nad některými jeho vlastnostmi. Kromě 3D tvaru chtěl např. ovládat elektrický náboj na povrchu proteinu. Nejedná se o snadný úkol, neboť ke sbalení nedochází náhodně, nýbrž na základě složité sítě fyzikálních interakcí mezi monomery. Tým Davida Bakera navrhl několik výpočetních metod, které se snoubily v balíku Rosetta, a to mnohem dříve, než v DeepMind navrhli AlphaFold.

Kromě výpočetního designu proteinů Baker proteiny také syntetizoval a ukázal, že mohou mít uplatnění jako biosenzory nebo pokročilé nanomateriály.

O generaci mladší Hassabis se proteiny nezabýval. Formální vzdělání má v počítačových vědách a pracoval jako softwarový inženýr, který se soustředí na hluboké neuronové sítě. Za ty byla mj. udělena letošní Nobelova cena za fyziku J. Hopfieldovi a G. Hintonovi. Hassabis pracoval v londýnském startupu DeepMind, který později přešel pod křídla společnosti Alphabet (vlastní mj. i vyhledávač Google). DeepMind se proslavil algoritmem AlphaGo, který hraje deskovou hru Go pomocí principů strojového učení, přičemž se ukázalo, že podobnou strategii lze použít pro řešení problému trojrozměrné struktury proteinů.

V predikování 3D struktury proteinů probíhá pravidelně soutěž CASP (Critical Assessment of protein Structure Prediction). V soutěži jsou vyhlášeny sekvence několika proteinů. Organizátoři zároveň určí 3D struktury experimentálně, ale při vyhlášení soutěže je nezveřejní. Laboratoře po celém světě se pak mohou do soutěže přihlásit a ze známých sekvencí predikovat 3D struktury. Po uzavření přihlášek se predikce porovnají s experimentálními strukturami a určí se pořadí. První verze AlphaFold z dílny DeepMind nedopadla ve 13. kole soutěže v roce 2018 vůbec špatně. Při dalším kole v roce 2020 už druhá verze, AlphaFold2, vyhrála takříkajíc o parník. Celá komunita byla z výsledků u vytržení a prakticky okamžitě pochopila, že se jedná o vyřešení asi 50 let starého problému. Se zveřejněním jejich algoritmu autoři zveřejnili predikce trojrozměrných struktur pro všechny lidské proteiny, a později i databázi predikcí pro asi 200 milionů známých proteinových sekvencí. AlphaFold2 (a jeho třetí verze) jsou navíc volně dostupné na internetu a může je proto použít každý. Revoluce v úvahách o proteinech byla dokonána a odrazila se napříč přírodovědnými obory od molekulární biologie po medicinální chemii.

Třetím oceněným je J. M. Jumper, hlavní autor publikace o algoritmu AlphaFold2. Práce nese i českou stopu – mezi spoluautory publikace i algoritmu figuruje Čech Augustin Žídek. Jumper Nobelovu cenu získal jen několik let po doktorátu (dokončil jej v roce 2017), navíc za práci, jejíž stěžejní část byla publikována v roce 2021. Není to časté, aby nobelovský výbor ocenil takto čerstvé objevy. Pro srovnání, letošní Nobelovu cenu za fyziologii nebo medicínu získali vědci za objev mikroRNA publikovaný poprvé v roce 1993.

Dopad algoritmu AlphaFold je masivní, proto se i na VŠCHT snažíme seznámit studenty a studentky s jeho fungováním. Součástí základního kurikula několika bakalářských programů je předmět Počítačová chemie, který právě letos prochází revizí. Cílem je zprostředkovat studentstvu osobní zkušenost s algoritmy strojového učení jako je AlphaFold. Nobelovský výbor nám jde udělením letošních cen za chemii na ruku. Motivovat studenty a studentky bude myslím o mnoho snažší.

VŠCHT/Vojtěch Masojídek: Michal Kolář z Ústavu fyzikální chemie VŠCHT Praha

Vysoká škola chemicko-technologická v Praze
Logo of LinkedIn
 

Mohlo by Vás zajímat

Elemental Analysis of Lithium-Ion Battery Black Mass Recycling Material by ICP-OES

Aplikace
| 2025 | Agilent Technologies
Instrumentace
ICP-OES
Výrobce
Agilent Technologies
Zaměření
Průmysl a chemie

Analyzing Various Plastics - Benefits of Bundled KnowItAll® Software

Aplikace
| 2025 | Shimadzu
Instrumentace
Mikroskopie, RAMAN Spektrometrie, FTIR Spektroskopie
Výrobce
Shimadzu
Zaměření
Materiálová analýza

Speciation Analysis of Chromium by LC-ICP-MS Based on ISO 24384

Aplikace
| 2024 | Shimadzu
Instrumentace
ICP/MS, Speciační analýza, HPLC
Výrobce
Shimadzu
Zaměření
Potraviny a zemědělství

Simultaneous TG/DTA - DTG-60 Series

Ostatní
| 2024 | Shimadzu
Instrumentace
Termální analýza
Výrobce
Shimadzu
Zaměření
Materiálová analýza

Agilent 8800 ICP-QQQ Upgrades

Ostatní
| 2024 | Agilent Technologies
Instrumentace
ICP/MS, ICP/MS/MS
Výrobce
Agilent Technologies
Zaměření
 

Podobné články

Problémy reprodukčního zdraví se týkají velké části populace, i proto chci přispět k jejich řešení, říká výzkumnice Eliška Řehůřková
Článek | Toxikologie

Problémy reprodukčního zdraví se týkají velké části populace, i proto chci přispět k jejich řešení, říká výzkumnice Eliška Řehůřková

Eliška Řehůřková - proč se rozhodla věnovat zrovna toxikologii, v čem vidí problém u testování na zvířatech, jakým výzvám její obor čelí a co způsobuje, že se stále více párů potýká s reprodukčními problémy.
RECETOX - Centrum pro výzkum toxických látek v prostředí
tag
share
more
Produktový specialista pro oblast atomové spektroskopie a příbuzné techniky
Článek | Kariéra

Produktový specialista pro oblast atomové spektroskopie a příbuzné techniky

Hledáme možná právě Vás na pozici: Produktový specialista pro oblast atomové spektroskopie a příbuzné techniky s působností po celé České republice.
Altium International
tag
share
more
Vladimír Sklenář Scholarship
Článek | Věda a výzkum

Vladimír Sklenář Scholarship

To honor Prof. Vladimír Sklenář, CEITEC Masaryk University introduces the Vladimír Sklenář Scholarship for PhD students in the Czech and Slovak Republics specializing in NMR spectroscopy.
Masarykova univerzita
tag
share
more
Altium: Akční nabídka únor - duben 2025
Článek | Produkt

Altium: Akční nabídka únor - duben 2025

Společnost Altium International s.r.o. představuje akční nabídku platnou od února do dubna 2025, zahrnující širokou škálu laboratorního vybavení a spotřebního materiálu se slevami až 35 %.
Altium International
tag
share
more
 

Mohlo by Vás zajímat

Elemental Analysis of Lithium-Ion Battery Black Mass Recycling Material by ICP-OES

Aplikace
| 2025 | Agilent Technologies
Instrumentace
ICP-OES
Výrobce
Agilent Technologies
Zaměření
Průmysl a chemie

Analyzing Various Plastics - Benefits of Bundled KnowItAll® Software

Aplikace
| 2025 | Shimadzu
Instrumentace
Mikroskopie, RAMAN Spektrometrie, FTIR Spektroskopie
Výrobce
Shimadzu
Zaměření
Materiálová analýza

Speciation Analysis of Chromium by LC-ICP-MS Based on ISO 24384

Aplikace
| 2024 | Shimadzu
Instrumentace
ICP/MS, Speciační analýza, HPLC
Výrobce
Shimadzu
Zaměření
Potraviny a zemědělství

Simultaneous TG/DTA - DTG-60 Series

Ostatní
| 2024 | Shimadzu
Instrumentace
Termální analýza
Výrobce
Shimadzu
Zaměření
Materiálová analýza

Agilent 8800 ICP-QQQ Upgrades

Ostatní
| 2024 | Agilent Technologies
Instrumentace
ICP/MS, ICP/MS/MS
Výrobce
Agilent Technologies
Zaměření
 

Podobné články

Problémy reprodukčního zdraví se týkají velké části populace, i proto chci přispět k jejich řešení, říká výzkumnice Eliška Řehůřková
Článek | Toxikologie

Problémy reprodukčního zdraví se týkají velké části populace, i proto chci přispět k jejich řešení, říká výzkumnice Eliška Řehůřková

Eliška Řehůřková - proč se rozhodla věnovat zrovna toxikologii, v čem vidí problém u testování na zvířatech, jakým výzvám její obor čelí a co způsobuje, že se stále více párů potýká s reprodukčními problémy.
RECETOX - Centrum pro výzkum toxických látek v prostředí
tag
share
more
Produktový specialista pro oblast atomové spektroskopie a příbuzné techniky
Článek | Kariéra

Produktový specialista pro oblast atomové spektroskopie a příbuzné techniky

Hledáme možná právě Vás na pozici: Produktový specialista pro oblast atomové spektroskopie a příbuzné techniky s působností po celé České republice.
Altium International
tag
share
more
Vladimír Sklenář Scholarship
Článek | Věda a výzkum

Vladimír Sklenář Scholarship

To honor Prof. Vladimír Sklenář, CEITEC Masaryk University introduces the Vladimír Sklenář Scholarship for PhD students in the Czech and Slovak Republics specializing in NMR spectroscopy.
Masarykova univerzita
tag
share
more
Altium: Akční nabídka únor - duben 2025
Článek | Produkt

Altium: Akční nabídka únor - duben 2025

Společnost Altium International s.r.o. představuje akční nabídku platnou od února do dubna 2025, zahrnující širokou škálu laboratorního vybavení a spotřebního materiálu se slevami až 35 %.
Altium International
tag
share
more
 

Mohlo by Vás zajímat

Elemental Analysis of Lithium-Ion Battery Black Mass Recycling Material by ICP-OES

Aplikace
| 2025 | Agilent Technologies
Instrumentace
ICP-OES
Výrobce
Agilent Technologies
Zaměření
Průmysl a chemie

Analyzing Various Plastics - Benefits of Bundled KnowItAll® Software

Aplikace
| 2025 | Shimadzu
Instrumentace
Mikroskopie, RAMAN Spektrometrie, FTIR Spektroskopie
Výrobce
Shimadzu
Zaměření
Materiálová analýza

Speciation Analysis of Chromium by LC-ICP-MS Based on ISO 24384

Aplikace
| 2024 | Shimadzu
Instrumentace
ICP/MS, Speciační analýza, HPLC
Výrobce
Shimadzu
Zaměření
Potraviny a zemědělství

Simultaneous TG/DTA - DTG-60 Series

Ostatní
| 2024 | Shimadzu
Instrumentace
Termální analýza
Výrobce
Shimadzu
Zaměření
Materiálová analýza

Agilent 8800 ICP-QQQ Upgrades

Ostatní
| 2024 | Agilent Technologies
Instrumentace
ICP/MS, ICP/MS/MS
Výrobce
Agilent Technologies
Zaměření
 

Podobné články

Problémy reprodukčního zdraví se týkají velké části populace, i proto chci přispět k jejich řešení, říká výzkumnice Eliška Řehůřková
Článek | Toxikologie

Problémy reprodukčního zdraví se týkají velké části populace, i proto chci přispět k jejich řešení, říká výzkumnice Eliška Řehůřková

Eliška Řehůřková - proč se rozhodla věnovat zrovna toxikologii, v čem vidí problém u testování na zvířatech, jakým výzvám její obor čelí a co způsobuje, že se stále více párů potýká s reprodukčními problémy.
RECETOX - Centrum pro výzkum toxických látek v prostředí
tag
share
more
Produktový specialista pro oblast atomové spektroskopie a příbuzné techniky
Článek | Kariéra

Produktový specialista pro oblast atomové spektroskopie a příbuzné techniky

Hledáme možná právě Vás na pozici: Produktový specialista pro oblast atomové spektroskopie a příbuzné techniky s působností po celé České republice.
Altium International
tag
share
more
Vladimír Sklenář Scholarship
Článek | Věda a výzkum

Vladimír Sklenář Scholarship

To honor Prof. Vladimír Sklenář, CEITEC Masaryk University introduces the Vladimír Sklenář Scholarship for PhD students in the Czech and Slovak Republics specializing in NMR spectroscopy.
Masarykova univerzita
tag
share
more
Altium: Akční nabídka únor - duben 2025
Článek | Produkt

Altium: Akční nabídka únor - duben 2025

Společnost Altium International s.r.o. představuje akční nabídku platnou od února do dubna 2025, zahrnující širokou škálu laboratorního vybavení a spotřebního materiálu se slevami až 35 %.
Altium International
tag
share
more
 

Mohlo by Vás zajímat

Elemental Analysis of Lithium-Ion Battery Black Mass Recycling Material by ICP-OES

Aplikace
| 2025 | Agilent Technologies
Instrumentace
ICP-OES
Výrobce
Agilent Technologies
Zaměření
Průmysl a chemie

Analyzing Various Plastics - Benefits of Bundled KnowItAll® Software

Aplikace
| 2025 | Shimadzu
Instrumentace
Mikroskopie, RAMAN Spektrometrie, FTIR Spektroskopie
Výrobce
Shimadzu
Zaměření
Materiálová analýza

Speciation Analysis of Chromium by LC-ICP-MS Based on ISO 24384

Aplikace
| 2024 | Shimadzu
Instrumentace
ICP/MS, Speciační analýza, HPLC
Výrobce
Shimadzu
Zaměření
Potraviny a zemědělství

Simultaneous TG/DTA - DTG-60 Series

Ostatní
| 2024 | Shimadzu
Instrumentace
Termální analýza
Výrobce
Shimadzu
Zaměření
Materiálová analýza

Agilent 8800 ICP-QQQ Upgrades

Ostatní
| 2024 | Agilent Technologies
Instrumentace
ICP/MS, ICP/MS/MS
Výrobce
Agilent Technologies
Zaměření
 

Podobné články

Problémy reprodukčního zdraví se týkají velké části populace, i proto chci přispět k jejich řešení, říká výzkumnice Eliška Řehůřková
Článek | Toxikologie

Problémy reprodukčního zdraví se týkají velké části populace, i proto chci přispět k jejich řešení, říká výzkumnice Eliška Řehůřková

Eliška Řehůřková - proč se rozhodla věnovat zrovna toxikologii, v čem vidí problém u testování na zvířatech, jakým výzvám její obor čelí a co způsobuje, že se stále více párů potýká s reprodukčními problémy.
RECETOX - Centrum pro výzkum toxických látek v prostředí
tag
share
more
Produktový specialista pro oblast atomové spektroskopie a příbuzné techniky
Článek | Kariéra

Produktový specialista pro oblast atomové spektroskopie a příbuzné techniky

Hledáme možná právě Vás na pozici: Produktový specialista pro oblast atomové spektroskopie a příbuzné techniky s působností po celé České republice.
Altium International
tag
share
more
Vladimír Sklenář Scholarship
Článek | Věda a výzkum

Vladimír Sklenář Scholarship

To honor Prof. Vladimír Sklenář, CEITEC Masaryk University introduces the Vladimír Sklenář Scholarship for PhD students in the Czech and Slovak Republics specializing in NMR spectroscopy.
Masarykova univerzita
tag
share
more
Altium: Akční nabídka únor - duben 2025
Článek | Produkt

Altium: Akční nabídka únor - duben 2025

Společnost Altium International s.r.o. představuje akční nabídku platnou od února do dubna 2025, zahrnující širokou škálu laboratorního vybavení a spotřebního materiálu se slevami až 35 %.
Altium International
tag
share
more
Další projekty
GCMS
LCMS
Sledujte nás
Další informace
WebinářeO násKontaktujte násPodmínky užití
LabRulez s.r.o. Všechna práva vyhrazena. Obsah dostupný pod licencí CC BY-SA 4.0 Uveďte původ-Zachovejte licenci.