2024諾貝爾化學獎 3學者AI預測蛋白質3D結構獲獎

2024諾貝爾化學獎得主揭曉。(圖/諾貝爾委員會)

2024年諾貝爾獎已揭曉生醫、物理獎得主，化學獎得主在中歐時間週三（9日）上午11時45分（臺灣時間下午5時45分）於瑞典斯德哥爾摩公佈，由美國華盛頓大學醫學院蛋白質設計研究所所長貝克（David Baker）、Google旗下DeepMind人工智慧AlphaFold蛋白質結構資料庫開發人員哈薩比斯（Demis Hassabis）與強普（John Jumper）3人共享殊榮。

諾貝爾獎委員會表示，3人利用人工智慧準確預測蛋白質三維（3D）結構。這項突破正在徹底改變世人對蛋白質氨基酸序列如何產生獨特有序的三維結構的理解。科學家現在正在使用這些新方法來預測蛋白質構象、設計全新的蛋白質並識別新的藥物標靶。

諾貝爾獎官網指出，2024年諾貝爾化學獎表彰了對生命化學基本單位：蛋白質的全新理解與掌握，這將帶來巨大潛力。Google資料庫開發人員哈薩比斯、強普運用人工智慧成功預測了幾乎所有已知蛋白質的三維結構，解決了困擾科學家超過50年的難題。另一半獎項授予美國華盛頓大學醫學院蛋白質設計研究所所長貝克，他開發了電腦化方法，創造出全新且功能獨特的蛋白質。

貝克是華盛頓大學生物化學教授兼霍華休斯醫學研究所研究員，他利用深度學習系統開發名爲「 RoseTTAFold」程式。人工智慧公司DeepMind的高級研究科學家哈薩比斯、強普發明了AlphaFold2 。這兩種蛋白質計算程式以前所未有的精確度預測蛋白質的形狀，比生化實驗室更早確定結構。

蛋白質是生物學中不可或缺的工具，通常由20種氨基酸組成。這些氨基酸根據DNA中的藍圖在細胞內鏈接成長鏈，接着經過扭曲、摺疊形成獨特的3D結構。正是這些結構賦予蛋白質其功能，例如構成肌肉、角、羽毛等外在結構，或成爲激素、抗體等。有些蛋白質還形成酶，精確驅動生物化學反應；細胞表面蛋白質則擔任與外界溝通的渠道。

哈薩比斯和強普的貢獻在於，他們運用人工智慧解決了預測蛋白質三維結構的難題，使科學家能夠預測約2億種已知蛋白質的結構。這一突破讓化學家們可以更進一步理解蛋白質的功能，並推動許多領域的研究進展。利用貝克發明的系統發明的蛋白質不僅可以阻斷流感病毒或COVID-19，甚至阻斷癌細胞的擴散，這些結果已在實驗室獲得成功。如今，RoseTTAFold和AlphaFold2都可供科學界免費使用。

諾貝爾獎委員會說明，貝克獲得2分之1獎金，哈薩比斯、強普各得4分之1。貝克1962年生於美國華盛頓州西雅圖，今年62歲，1989年獲美國加州大學柏克萊分校博士學位，現任美國華盛頓大學醫學院蛋白質設計研究所所長。諾貝爾獎委員會綜評其獲獎原因爲「使用電腦計算蛋白質設計領域」的成就。

哈薩比斯1976年生於英國倫敦，今年48歲，2009年獲英國倫敦大學學院博士學位，現任Google DeepMind執行長。哈薩比斯也曾跨足電玩開發，《上帝也瘋狂》（Populous）、《黑與白》（Black&White）、《神鬼寓言》（Fable）等國際暢銷熱門遊戲，他均參與制作。強普1985年生於美國阿肯色州小石城，今年才39歲，2017年獲美國芝加哥大學博士學位，現任Google DeepMind資深研究科學家。這兩位傑出學人以「蛋白質結構預測領域」的貢獻獲得諾貝爾獎表彰。

CNN日前報導，Google旗下DeepMind人工智慧AlphaFold蛋白質結構資料庫以AI從胺基酸序列解構蛋白質立體結構，全球學術界至少200萬人使用過，有如鎖定蛋白質結構的「搜尋引擎」，加速了生物學與相關領域發展，在全球AI業界廣受矚目。資料庫開發人員哈薩比斯、強普與華盛頓大學醫學院蛋白質設計研究所所長貝克是本屆諾貝爾化學獎熱門人選。如今結果揭曉，果真命中。

去年化學獎得主是巴汶帝（Moungi G. Bawendi）、布魯斯（Louis E. Brus）、艾吉莫夫（Alexei I. Ekimov），3人在發現、發展量子點（Quantum Dots）研究先驅成果獲得表揚。不過，得獎名單在揭曉記者會前幾小時不慎外泄，瑞典皇家科學院爲此鄭重致歉。

諾貝爾獎官網統計，1901年至2023年，化學獎已頒發115次，頒給194人。英國生物化學家桑格（Frederick Sanger）和美國學者夏普里斯（K. Barry Sharpless）各曾兩度獲得化學獎，因此，曾獲此殊榮的實際人數爲192人。歷屆得主之中，最年長97歲，最年輕35歲；獲獎人之中有8名是女性。本屆化學獎得主9日公佈後，明後天依序揭曉文學獎、和平獎得獎人。經濟獎得主預計下週一（14日）宣佈。