Paris:
O Prémio Nobel da Química foi atribuído na quarta-feira a três cientistas que ajudaram a desvendar alguns dos segredos duradouros das proteínas, os blocos de construção da vida.
Enquanto Demis Hassabis e John Jumper, do laboratório DeepMind do Google, usavam técnicas de inteligência artificial para prever a estrutura das proteínas, o bioquímico David Baker conseguiu projetar proteínas totalmente novas, nunca vistas na natureza.
Espera-se que estas descobertas conduzam a numerosos avanços, desde a descoberta de novos medicamentos até enzimas que decompõem poluentes.
Aqui está um explicador sobre a ciência por trás da vitória do Nobel.
O que são proteínas?
As proteínas são moléculas que funcionam como “fábricas de tudo o que acontece no nosso corpo”, disse à AFP Davide Calebiro, pesquisador de proteínas da Universidade de Birmingham, no Reino Unido.
O DNA fornece o modelo para cada célula. As proteínas então usam essas informações para transformar essa célula em algo específico – como uma célula cerebral ou uma célula muscular.
As proteínas são compostas por 20 tipos diferentes de aminoácidos. A sequência em que esses ácidos começam determina em qual estrutura 3D eles se torcerão e se dobrarão.
A presidente da American Chemical Society, Mary Carroll, comparou como isso funciona a um fio telefônico antiquado.
“Então você poderia esticar aquele fio telefônico e teria apenas uma estrutura unidimensional”, disse ela à AFP.
“Então ele voltaria” à forma 3D, acrescentou ela.
Portanto, se os químicos quisessem dominar as proteínas, eles precisavam entender como as sequências 2D se transformavam nessas estruturas 3D.
“A natureza já fornece dezenas de milhares de proteínas diferentes, mas às vezes queremos que façam algo que ainda não sabem fazer”, disse a bioquímica francesa Sophie Sacquin-Mora.
O que a IA fez?
O trabalho de vencedores anteriores do Nobel demonstrou que os químicos deveriam ser capazes de observar sequências de aminoácidos e prever a estrutura em que se tornariam.
Mas não foi tão fácil. Os químicos lutaram durante 50 anos – houve até uma competição semestral chamada “Olimpíadas das Proteínas”, onde muitos falharam no teste de previsão.
Entra Hassabis e Jumper. Eles treinaram seu modelo de inteligência artificial AlphaFold em todas as sequências de aminoácidos conhecidas e estruturas correspondentes.
Ao receber uma sequência desconhecida, AlphaFold a compara com as anteriores, reconstruindo gradativamente o quebra-cabeça em três dimensões.
Depois que a nova geração AlphaFold2 esmagou as Olimpíadas de Proteínas de 2020, os organizadores consideraram o problema resolvido.
O modelo previu agora a estrutura de quase todas as 200 milhões de proteínas conhecidas na Terra.
E as novas proteínas?
O bioquímico norte-americano Baker começou no extremo oposto do processo.
Primeiro, ele projetou uma estrutura proteica inteiramente nova, nunca vista na natureza.
Então, usando um programa de computador chamado Rosetta que ele desenvolveu, ele foi capaz de descobrir a sequência de aminoácidos com a qual tudo começou.
Para conseguir isso, a Rosetta vasculhou todas as estruturas de proteínas conhecidas, em busca de fragmentos curtos de proteínas semelhantes à estrutura que queria construir.
Rosetta então os ajustou e propôs uma sequência que poderia acabar como estrutura.
Para que serve tudo isso?
Dominar pequenas máquinas tão fundamentais e importantes como as proteínas poderia ter um grande número de utilizações potenciais no futuro.
“Isso nos permite entender melhor como a vida funciona, inclusive por que algumas doenças se desenvolvem, como ocorre a resistência aos antibióticos ou por que alguns micróbios podem decompor o plástico”, disse o site do Nobel.
A produção de proteínas totalmente novas poderia levar a novos nanomateriais, medicamentos e vacinas específicas ou produtos químicos mais ecológicos, acrescentou.
Solicitado a escolher uma proteína favorita, Baker apontou para uma que ele “desenvolveu durante a pandemia que protege contra o coronavírus”.
“Estou muito entusiasmado com a ideia de um spray nasal com pequenas proteínas que protegeria contra todos os possíveis vírus pandêmicos”, disse ele na cerimônia do Nobel por videolink.
Calebiro enfatizou o quão “transformadora” seria essa pesquisa.
“Acho que este é apenas o começo de uma era completamente nova.”
(Esta história não foi editada pela equipe da NDTV e é gerada automaticamente a partir de um feed distribuído.)