Nieuws

Nobelprijs voor scheikunde toegekend aan AI-toepassing voor eiwitonderzoek

© Niklas Elmehed / Nobel Prize Outreach. David Baker, Demis Hassabis en John M. Jumper.

Opnieuw speelt kunstmatige intelligentie (AI) een cruciale rol in de toekenning van een Nobelprijs. De Nobelprijs voor Scheikunde gaat namelijk naar drie wetenschappers die baanbrekend onderzoek hebben verricht naar de structuur van eiwitten met behulp van AI. De Amerikaanse biochemicus David Baker en de DeepMind-onderzoekers Demis Hassabis en John Jumper krijgen de prijs voor hun innovatieve aanpak om de complexe structuren van eiwitten te ontrafelen.

Eiwitten vormen de basis van al het leven op aarde. Ze zijn verantwoordelijk voor essentiële processen in het lichaam, zoals het verteren van voedsel, het herstellen van cellen en het doorgeven van signalen in het lichaam. Deze complexe moleculen bestaan uit ketens van aminozuren, en de specifieke volgorde van die aminozuren bepaalt hoe een eiwit zich vouwt en functioneert. Het begrijpen van deze structuren is van vitaal belang voor de ontwikkeling van nieuwe geneesmiddelen en andere medische toepassingen.

Het voorspellen van de vorm van eiwitten was lange tijd een enorme uitdaging voor wetenschappers. Ondanks decennia van onderzoek was er weinig vooruitgang geboekt. Dit veranderde met de komst van kunstmatige intelligentie, specifiek door de doorbraken die zijn bereikt door Google’s DeepMind.

DeepMind en de revolutie in eiwitonderzoek

Demis Hassabis en John Jumper van Google DeepMind ontwikkelden AlphaFold, een AI-model dat in staat is om de structuur van eiwitten nauwkeurig te voorspellen. Deze doorbraak is een oplossing voor een probleem dat wetenschappers al meer dan vijftig jaar bezighoudt. Het programma analyseert de volgorde van aminozuren in een eiwit en voorspelt hoe deze keten zich zal opvouwen tot een driedimensionale structuur.

Sinds de introductie van AlphaFold in 2018 is de nauwkeurigheid van eiwitvoorspellingen drastisch verbeterd. Het model heeft inmiddels de structuur van bijna 200 miljoen eiwitten voorspeld, wat een enorme stap is voor de biomedische wetenschappen. Wetenschappers kunnen nu beter begrijpen hoe eiwitten functioneren en hoe ze kunnen worden gemanipuleerd voor toepassingen zoals het ontwikkelen van nieuwe geneesmiddelen of het aanpakken van antibioticaresistentie.

Nieuwe eiwitten ontwerpen

David Baker, verbonden aan de Universiteit van Washington, werkte aan een gerelateerd project waarin zijn team erin slaagde om geheel nieuwe eiwitten te ontwerpen. Deze synthetische eiwitten kunnen worden ingezet voor specifieke doeleinden, zoals het ontwikkelen van vaccins en nanomaterialen. Het Nobelcomité beschreef deze prestatie als “bijna onmogelijk” en erkende het enorme potentieel van deze nieuwe mogelijkheden.

De technieken van Baker en de DeepMind-onderzoekers hebben de deur geopend voor verdere innovatie in de biotechsector. Zo heeft het Nederlandse bedrijf Cradle recent een investering van 20 miljoen euro ontvangen om verder te werken aan de ontwikkeling van op maat gemaakte eiwitten. Deze toepassingen zouden een revolutie kunnen betekenen in hoe we ziektes behandelen en hoe nieuwe materialen worden ontworpen.

AI verandert de levenswetenschappen

De impact van kunstmatige intelligentie op de levenswetenschappen groeit snel. De voormalige Google-topman Eric Schmidt voorspelde eerder dit jaar al dat er voor biotech een “ChatGPT-moment” aan zit te komen. Dit verwijst naar de snelle opkomst en bredere toepassing van AI-technologie, vergelijkbaar met hoe de geavanceerde tekstgenerator ChatGPT de mogelijkheden voor tekstverwerking heeft veranderd.

De wetenschappelijke gemeenschap reageerde enthousiast op de recente doorbraken. De verwachting is dat AI-gedreven onderzoek nieuwe deuren zal openen voor zowel de gezondheidszorg als de ontwikkeling van milieuvriendelijke technologieën. Een voorbeeld hiervan is de toepassing van AI om enzymen te ontwerpen die plastic kunnen afbreken, wat zou kunnen bijdragen aan de oplossing van het wereldwijde afvalprobleem.

Erkenning van de kracht van AI

David Baker sprak zijn dankbaarheid uit over de erkenning van hun werk en benadrukte de rol van AI in zijn onderzoek. “AI heeft de nauwkeurigheid en kracht van ons werk enorm vergroot,” zei Baker. Hij gaf aan dat hij “vereerd en blij” was met de prijs, die hij samen met zijn collega’s zal delen. De Nobelprijswinnaars ontvangen naast de eer ook een geldbedrag van 11 miljoen Zweedse kronen, wat neerkomt op bijna een miljoen euro.

De prijs onderstreept opnieuw het belang van kunstmatige intelligentie voor wetenschappelijke vooruitgang. Vorig jaar werd de Nobelprijs voor Scheikunde toegekend voor onderzoek naar kwantumstippen, die inmiddels worden toegepast in onder andere beeldschermtechnologie. Dit jaar zet de Nobelprijs de enorme potentie van AI in de levenswetenschappen in de schijnwerpers, waarbij de mogelijkheden van machinaal leren en AI steeds verder worden verkend.

Onderwerp:
AiWetenschap

Meer relevante berichten

Nieuwsbrief
Relevante berichten