Fast unmöglich

Der Nobelpreis für Chemie geht in diesem Jahr zu einer Hälfte an David Baker (USA), zum anderen Teil an Demis Hassa­bis und John Jumper, die beide in Großbritannien arbeiten. Baker erhält den Preis für rechnergestütztes Proteindesign, Hassabis und Jumper für die Vorhersage der komplexen Strukturen von Proteinen durch künstliche Intelligenz (KI). Das teilte die Königlich Schwedische Akademie der Wissenschaften in Stockholm mit.

Laut Akademie gelang Baker (62) das »fast Unmögliche«: die Entwicklung einer völlig neuen Art von Proteinen. Hassabis (48) und Jumper (39) hätten ein KI-Modell entwickelt, um ein jahrzehntealtes Problem zu lösen: die Vorhersage der Strukturen von Proteinen, hieß es weiter.

Hassabis ist der Chef der auf KI spezialisierten Google-Tochterfirma Deep Mind. Jumper ist dort »Seniorwissenschaftler«. Sie wurden für die Entwicklung von »Alpha Fold 2« geehrt: Das KI-Programm von Deep Mind nutzt neuronale Netzwerke, um die dreidimensionale Struktur von Proteinen anhand ihrer Aminosäurenabfolge genau vorherzusagen. »Alpha Fold 2« schneidet dabei fast genauso gut ab wie die Röntgenkristallographie, die fünf Jahrzehnte lang das gängige, aber aufwändige Werkzeug für die Erstellung von Bildern verschiedener Proteine war.

Auch die Schaffung neuer Proteine – etwa mit besonderen Funktionen – blieb lange Zeit nur ein ersehntes Ziel chemischer Forschung. Solche Proteine können mit der unter David Bakers Leitung entwickelten Software »Rosetta« konstruiert werden – laut Nobelpreiskomitee »ein Paukenschlag für die Forscher, die sich mit Proteindesign befassten«. Proteine mit neuen Funktionen zu erzeugen, könne zu »neuen Nanomaterialien, zielgerichteten Pharmazeutika, einer schnelleren Entwicklung von Impfstoffen, kleinsten Sensoren und einer umweltfreundlicheren chemischen Industrie führen – um nur einige Anwendungen zu nennen, die zum größten Nutzen der Menschheit sind«.

Proteine gelten als »Bausteine des Lebens« und sind gewöhnlich zusammengesetzt aus 20 verschiedenen Aminosäuren. Diese sind in unterschiedlicher Zusammensetzung zu langen Ketten aneinandergereiht, die die dreidimensionale Struktur bestimmen. Diese beeinflusst wiederum die Funktion. Baker hatte »Rosetta« Ende der 1990er Jahre entwickelt. Die Software konnte eine Proteinstruktur anhand ihrer Zusammensetzung vorhersagen – und umgekehrt anhand einer gewünschten Proteinstruktur die dafür notwendige Zusammensetzung ermitteln. Bakers Team entwarf zum Beispiel ein Gen für eine Abfolge von 93 Aminosäuren und schleuste es in Bakterien ein, die daraufhin tatsächlich dieses Protein produzierten.

Die renommierteste Auszeichnung für Chemiker ist in diesem Jahr mit insgesamt elf Millionen Kronen (rund 970.000 Euro) dotiert. (dpa/jW)