Nagroda Nobla to jedna z najważniejszych gratyfikacji wybitnych osiągnięć naukowych, literackich oraz innych szczególnych zasług dla ludzkości. Ogłoszenie jej wyników co roku budzi duże emocje – nie tylko w środowisku akademickim. Ustanowiono ją wedle ostatniej woli Alfreda Nobla – szwedzkiego przemysłowca, znanego przede wszystkim z wynalezienia dynamitu. Stał się on jednocześnie jej fundatorem. Nagroda Nobla przyznawana jest w 6 dziedzinach: fizyki, chemii, fizjologii lub medycyny, literatury, ekonomii oraz promocji pokoju (Pokojowa Nagroda Nobla). Pięć z nich uwzględnianych jest od samego początku, czyli od 1901 roku, natomiast nagroda w dziedzinie ekonomii istnieje od 1964 roku.
Uczyńmy rzeczy prostszymi
W uzasadnieniu przyznania nagrody z chemii z dnia 5 października 2022 roku czytamy: “za rozwój chemii »klik« i chemii bioortogonalnej”. Co to właściwie znaczy? Ostatnimi i aktualnymi laureatami została trójka badaczy: Carolyn R. Bertozzi ze Stanford University w USA, Morten Meldal z Uniwersytetu w Kopenhadze w Danii oraz Karl Barry Sharpless ze Scripps Research Institute w La Jolla w USA. Chemia “klik” i chemia bioortogonalna to autorskie pojęcia dwójki z nich: Bertozzi i Sharplessa. W uproszczeniu można powiedzieć, że obiektem zainteresowań chemii “klik” są szybkie i skuteczne metody syntezy organicznej nawet skomplikowanych związków – bez kłopotliwych produktów ubocznych i z dużą wydajnością. Ogromną rolę w tym procesie odgrywa wybór odpowiedniego katalizatora reakcji, który pozwala przewidzieć sposób połączenia się molekuł, dzięki czemu możliwe jest budowanie złożonych struktur z prostych związków – jak z klocków. Specjaliści podkreślają, że tego typu reakcje są już dziś stosowane i nadal intensywnie badane.
Kolejnym krokiem naprzód okazało się przełożenie chemii “klik” na warunki panujące w organizmie żywym. Nie było to łatwe zadanie, ponieważ substancje katalizujące o udowodnionym wcześniej działaniu wykazywały toksyczność wobec komórek. Wyzwanie zostało podjęte przez Carolyn R. Bertozzi i właśnie do niego odnosi się termin “chemia bioortogonalna”. Prace badaczki zaowocowały możliwością wprowadzenia zmodyfikowanej cząsteczki do komórki tak, aby cała reakcja “klik” mogła przebiegać wewnątrz komórki niezależnie od reakcji biochemicznych, jakie zachodzą w niej naturalnie. Innymi słowy, tego rodzaju reakcja nie zakłóca normalnych procesów komórkowych i jest bezpieczna. Laboratoria na całym świecie wykorzystują ten sposób do oznaczania interesujących nas molekuł w komórce. Ale rodzi on też szansę na produkcję leków bezpośrednio w miejscu, do którego mają trafić. Jeden z nich, mogący być przełomem w onkologii, jest obecnie w fazie badań klinicznych.
Dla Sharplessa nagroda z 2022 roku nie jest jedyną, którą posiada w dorobku. W 2001 roku wyróżniono go za prace nad reakcjami utleniania katalizowanymi związkami chiralnymi, które następnie wykorzystano do syntezy beta-blokerów. To czyni go jednym z pięciu laureatów, który zostali uhonorowani Nagrodą Nobla dwukrotnie. Podobnym wyczynem mogła pochwalić się Maria Skłodowska-Curie. Z kolei Carolyn H. Bertozzi jest 59. kobietą w historii, która otrzymała tę nagrodę i zaledwie 7., jeśli chodzi o dziedzinę chemii.
Zarówno chemię “klik”, jak i chemię bioortogonalną, zalicza się do chemii funkcjonalnej. Johan Åqvist, przewodniczący komitetu noblowskiego ds. chemii, tak podsumował znaczenie Nagrody Nobla 2022: „Tegoroczna nagroda podkreśla, że można nie komplikować zbytnio spraw, lecz pracować z tym, co łatwe i proste. Cząsteczki funkcjonalne można zbudować w nieskomplikowany sposób.”
Na co nam wiedza o przeszłości?
Jakie słowa widnieją w uzasadnieniu nagrody z dziedziny fizjologii lub medycyny? Odnajdziemy w nim, że Nobla 2022 przyznano “za odkrycia dotyczące genomów wymarłych homininów i ewolucji człowieka”. Otrzymał go 3 października Svante Pääbo – szwedzki biolog i założyciel Instytutu Antropologii Ewolucyjnej im. Maksa Plancka w Lipsku. To pierwsza nagroda w tej kategorii, która honoruje badania nad przeszłością i uznaje niezwykłą ważność dyscypliny, którą stworzył Pääbo, czyli paleogenomiki. Komitet docenił wieloletnie starania badacza, dotyczące zrozumienia przez współczesnego człowieka powiązań z przodkami. Jego obserwacje wymagały zastosowania najnowocześniejszych instrumentów analitycznych. Do największych osiągnięć Pääbo można zaliczyć zsekwencjonowanie genomu neandertalczyka, jak i odkrycie nieznanego wcześniej hominida – denisowianina.
Jakie to ma odniesienie do teraźniejszości? Wynikiem prac noblisty jest m.in. wykazanie, że geny pogarszające przebieg COVID-19 pochodzą od neandertalczyków. Ich posiadaczami jest ok. 16% Europejczyków oraz połowa ludności Azji Południowej. Geny neandertalczyka powodują również silniejsze odczuwanie bólu u ok. 0,4% mieszkańców Europy. Co nie mniej ciekawe, również po neandertalczykach Europejczycy odziedziczyli predyspozycję do lepszego wykorzystywania związków takich jak tłuszcze, cholesterol czy witaminy A, D, E, K. To poskutkowało możliwością uzyskania większej ilości energii z pożywienia takiego jak mięso zwierząt, które upolowaliśmy. Sugeruje się, że posiadanie przez mieszkańców Europy trzy razy więcej neandertalskich genów, związanych z metabolizmem lipidów, od pozostałej populacji, mogło mieć wpływ na przeżycie epoki lodowcowej.
Można pokusić się o żartobliwy wniosek, że Pääbo jest właścicielem “genu noblistów”. Jego ojciec, Sune Bergström, który był biochemikiem, swoją Nagrodę Nobla odebrał w 1982 roku za badania nad prostaglandynami. Być może na tegorocznym nobliście nie skończy się łańcuch rodzinnych dokonań największego kalibru.
Na zakończenie dobrze będzie umieścić cytat, zaczerpnięty z oficjalnej strony związanej z Nagrodą Nobla: “Ujawniając różnice genetyczne, które odróżniają wszystkich żyjących ludzi od wymarłych homininów, jego [Pääbo – przyp. aut.] odkrycia stanowią podstawę do zbadania tego, co czyni nas wyjątkowymi ludźmi”.
©MGR.FARM
