Od 1901 roku honoruje się mężczyzn i kobiety za ich wybitne osiągnięcia z zakresu fizyki, chemii, fizjologii lub medycyny, literatury oraz za działalność na rzecz pokoju. Dla chemików, pracowników przemysłu chemicznego, czy po prostu pasjonatów szeroko pojętej chemii, najbardziej wyczekiwana jest oczywiście wiadomość o laureatach Nagrody Nobla w dziedzinie chemii. Od 1901 roku nobel z chemii został przyznany łącznie 113 razy. Uhonorowanych zostało 187 osób. Dokonywane odkrycia mają niebagatelne znaczenie. Dają nowe światło na wiele aspektów w nauce, a także oddziaływują na życie codzienne każdego z nas. Do dziś, zgodnie z tradycją nagrody są wręczane w rocznice śmierci fundatora, czyli 10 grudnia. Natomiast ogłoszenie wyników następuje dwa miesiące wcześniej. Kto będzie laureatem w 2022 roku? O tym przekonamy się już za kilka miesięcy, a tymczasem przyjrzyjmy się trochę bliżej historii tej niezwykłej nagrody.

Od niego się wszystko zaczęło – Alfred Nobel

Pomysłodawcą przyznawania nagród za wybitne osiągnięcia był Alfred Nobel. Był on wynalazcą, przedsiębiorcą, naukowcem i biznesmenem. Pisał również wiersze i dramaty. Niezwykle ciekawe i barwne życie tego szwedzkiego inżyniera nie sposób opisać w kilku zdaniach.

Przyszły fundator Nagrody Nobla w 1862 roku otworzył fabrykę do produkcji wybuchowej i silnie niestabilnej nitrogliceryny. Jeden z niekontrolowanych wybuchów w fabryce doprowadził do śmierci jego brata. Po skonstruowaniu detonatora zyskał sławę wynalazcy, a jednocześnie powiększał fortunę jako producent materiałów wybuchowych. Najbardziej jest znany z wynalezienia dynamitu w 1867 roku. Wśród licznie przez niego opracowywanych wynalazków jest spłonka, wybuchowa żelatyna, a także balistyt. W sumie Noblowi zawdzięczany ponad 350 patentów w różnych krajach.

Jego różnorodne zainteresowania stały się fundamentem i odzwierciedleniem ustanowionej przez niego nagrody, dla której podwaliny stworzył w 1895 roku. Wtedy to spisał swój testament, w którym zaznaczył iż znaczną część swojego dużego majątku przeznacza na jej ufundowanie. Nagroda jego imienia jest przyznawana za wybitne osiągnięcia, gdyż on sam miał niemałe zasługi dla ludzkości.

Można tylko spekulować, dlaczego postanowił swoją fortunę przeznaczyć na rzecz odkryć i świata nauki. Jako człowiek, Alfred Nobel był niezwykle małomówny. Prawdopodobnie nikomu nie zwierzył się ze swojej decyzji w miesiącach poprzedzających śmierć. Obecnie zakłada się, że istotny wpływ na niego miał pewien incydent z 1888 roku, który mógł zapoczątkować szereg refleksji,  a zakończył się zapisem na rzecz Nagrody Nobla. W 1888 roku, brat Alfreda, Ludvig zmarł w Cannes, we Francji. Gazety donosiły o śmierci Ludviga, jednak pomyliły go z Alfredem, umieszczając nagłówek „Handlarz śmiercią nie żyje”.

Kto był pierwszym laureatem Nagrody Nobla w dziedzinie chemii?

Po raz pierwszy laureaci otrzymali swoje Nagrody Nobla w 1901 roku, cztery lata po śmierci Alfreda Nobla. Nobel z chemii trafił w ręce Holendra, Jacoba van’t Hoffa. Był on twórcą nowoczesnej chemii fizycznej. Komitet Noblowski wybór van’t Hoffa uzasadnił słowami: „w uznaniu nadzwyczajnych zasług, jakie położył w odkryciu praw dynamiki chemicznej i ciśnienia osmotycznego w roztworach”. Ten holenderski chemik miał niebagatelny udział w rozwoju chemii, a z zaproponowanych przez niego teorii korzysta się do dziś.

W 1874 roku wyjaśnił zjawisko aktywności optycznej, zakładając, że wiązania chemiczne pomiędzy atomami węgla i ich sąsiadami są skierowane w stronę narożników czworościanu foremnego. Co ciekawe nie otrzymał za tą przełomową propozycje Nagrody Nobla z  chemii. W wieku 22 lat opublikował swoje rewolucyjne idee, które spowodowały, że chemicy zaczęli postrzegać molekuły jako obiekty o określonej strukturze i trójwymiarowych kształtach.

Wprowadził również nowoczesne pojęcie jakim jest powinowactwo chemiczne. Wykazał podobieństwo pomiędzy zachowaniem rozcieńczonych roztworów i gazów. Jacob van’t Hoff pracował także nad teorią dysocjacji elektrolitów, którą w 1889 roku wprowadził Svante Arrhenius. Van’t Hoff w efekcie swoich badań dostarczył fizycznego uzasadnienia dla równania Arrheniusa.

Maria Skłodowska-Curie

Wśród laureatów Nagrody Nobla z chemii znalazła się Maria Skłodowska-Curie. Laureatką tej prestiżowej nagrody została dwa razy. Drugi raz otrzymała ją wspólnie z mężem, z dziedziny fizyki za badania nad promieniotwórczością. Ogromny podziw budzą jej nadzwyczajne dokonania naukowe i szacunek jaki zdobyła w czasach, gdy większość uniwersytetów nawet nie przyjmowała kobiet na studia, a ona sama musiała walczyć o należne jej miejsce w świecie nauki.

W 1911 roku Maria Skłodowska-Curie otrzymuje Nagrodę Nobla z chemii, tym razem indywidualnie. Komitet noblowski postanowił uhonorować ją za odkrycie dwóch pierwiastków promieniotwórczych – radu i polonu. Po tym odkryciu Maria kontynuowała badania nad ich właściwościami. W 1910 roku udało jej się wyprodukować rad w czystej postaci. Dzięki temu udowodniła ponad wszelką wątpliwość istnienie nowego pierwiastka. Prowadząc dalsze badania udokumentowała również właściwości jakimi charakteryzują się pierwiastki promieniotwórcze i ich związki. Dzięki pracom badawczym polskiej laureatki Nagrody Nobla z chemii, związki radioaktywne stały się ważnym źródłem promieniowania zarówno w eksperymentach naukowych, jak i w medycynie, gdzie są wykorzystywane do leczenia nowotworów.

Noblistka do końca życia utrzymywała kontakty z Polską. W powstałym z jej inicjatywy Instytucie Radowym w Paryżu pracowali polscy stypendyści. Ona sama często wygłaszała w naszym kraju odczyty, a także publikowała wiele prac przedstawiających efekty jej eksperymentów w polskich czasopismach naukowych. Maria Skłodowska-Curie jest pierwszą kobietą, ale także pierwszą Polką, która zdobyła tą prestiżową nagrodę, miejmy nadzieje, że nie ostatnią.

Najciekawsze odkrycia nagrodzone Nagrodą Nobla z chemii w ostatnich latach

Komitet Noblowski wybierając laureatów Nagrody Nobla, kieruje się kryterium, w którym doceniane są przede wszystkim odkrycia przełomowe dla ludzkości, poszerzające poziom aktualnej wiedzy w danej dziedzinie. Rzadziej nagrodę otrzymuje się za konkretne wynalazki. Ale należy jednocześnie pamiętać, że  rewolucyjne teorie często pociągają za sobą wiele patentów zmieniających nasze codzienne życie.

W 2015 roku laureatami Nagrody Nobla w dziedzinie chemii zostali Tomas Lindahl, Paul Modrich oraz Aziz Sancar. Swoje wyróżnienie otrzymali za mechanistyczne badania naprawy DNA. Przeprowadzone przez nich badania wyjaśniły na poziomie molekularnym, w jaki sposób komórki są w stanie naprawić uszkodzone DNA i dzięki temu jak chronią informację genetyczną. Laureaci Nagrody Nobla z chemii w ten sposób przyczynili się do poznania mechanizmów rozwoju nowotworów. Wynika z tego, że są one efektem zaburzeń procesów naprawy. Takie uszkodzenia pojawiają się w naszym organizmie nieustannie. Najczęściej są spowodowane przez takie czynniki jak wolne rodniki czy promieniowanie. Badania uczonych stworzyły fundament do zrozumienia mechanizmu ewolucji świata ożywionego. Ich osiągnięcia mają zastosowanie przy opracowywaniu nowoczesnych terapii nowotworów.

Amerykanin Roger D. Kornberg ze Stanów Zjednoczonych, w 2006 roku otrzymał Nobla z chemii za badania molekularnego mechanizmu transkrypcji w komórkach eukariotycznych. Jego praca naukowa obejmuje zagadnienia kopiowania materiału genetycznego, który jest zapisywany w DNA komórek. Aby materiał genetyczny mógł działać, niezbędne jest ‘’przepisanie” go z DNA na RNA, a później na białka. Laureat Nagrody Nobla z chemii wykazał, że jest to podstawowy proces dla życia wszystkich komórek. Ponadto stworzył model, który wyjaśnia jego działanie. Również te badania przyczyniają się do rozwoju medycyny. Zdecydowanie ułatwią prace nad leczeniem wielu chorób, a także zaburzeń genetycznych. Takie zaburzenia są nie tylko niebezpiecznym podłożem do rozwoju nowotworów, ale również chorób serca czy różnych stanów zapalnych.

W 2011 roku Nagroda Nobla w dziedzinie chemii została przyznana za wyjątkowo niezwykłe w świecie nauki odkrycie. Pochodzący z Izraela Daniel Shechtman odkrył tak zwane kwazikryształy, struktury chemiczne, które swoją budową przypominają mozaikę. To wydarzenie jest bardzo przełomowe, ponieważ wcześniej ich istnienie w przyrodzie uznawano za niemożliwe. Kwazikryształy mają szczególną formę ciała stałego, gdzie atomy układają się w pozornie regularną, ale nie w powtarzającą się strukturę. Przez to niemożliwe jest wyróżnienie ich komórek elementarnych.  Shechtman odkrył kwazikryształy w 1982 roku. Świat naukowy odniósł się wtedy do tego odkrycia bardzo sceptycznie. Przez kilka miesięcy bezskutecznie starał się przekonać kolegów do swoich racji. Finalnie został nawet poproszony o opuszczenie zespołu badawczego. Dopiero 1987 roku francuscy i japońscy naukowcy potwierdzili odkrycie Schechtmana sprzed pięciu lat.

Nobel z chemii w 2024 roku

Decyzją Królewskiej Szwedzkiej Akademii Nauk Nagroda Nobla w dziedzinie Chemii w 2024 roku została podzielona kolejno między: Davidem Bakerem, a Demisem Hassabisem i Johnem Jumperem. Dokonania laureatów łączy wspólny pierwiastek – prace nad strukturą i projektowaniem białek.

Pierwszą połowę Nagrody odebrał – David Baker. Amerykański biochemik został wyróżniony za swoje badania nad obliczeniowym projektowaniem białek, co pozwala naukowcom tworzyć zupełnie nowe kombinacje tych struktur, niewystępujące w naturze. Przez wiele lat zespół pod przewodnictwem Bakera pochylał się nad sposobami tworzenia nietypowych struktur białkowych. W 1999 roku naukowcy opracowali algorytm o nazwie Rosetta umożliwiający składanie krótkich fragmentów niespokrewnionych ze sobą budową białek, a co za tym idzie – również przewidywanie ich ułożenia, połączeń i innych interakcji. Wdrożenie i udoskonalanie Rosetty było ważnym krokiem, który stanowił istotne narzędzie w dalszych badaniach. Już kilka lat później – w 2003 roku David Baker wraz ze współpracownikami opublikowali projekt białka o rozbudowanej, wyspecjalizowanej strukturze, oryginalnym falowaniu, a także sekwencji całkowicie różnej od znanych jak do tej pory białek. Od tego czasu jego zespół badawczy nieustannie opracowuje innowacyjne białka o szerokim potencjale zastosowania: od farmaceutyków, szczepionek po nanomateriały i miniaturowe czujniki.

Z kolei Brytyjczyk Demis Hassabis i Amerykanin John Jumper, związani z Google DeepMind, zostali nagrodzeni za opracowanie modelu sztucznej inteligencji AlphaFold2, który umożliwia dokładne przewidywanie trójwymiarowych struktur białek na podstawie sekwencji ich aminokwasów. Program wdrożony po raz pierwszy w 2018 roku (znany obecnie jako AlphaFold1), następnie przeprojektowany i udoskonalony w roku 2020 został oparty na technologii deep learning sztucznej inteligencji. Wyspecjalizowana sieć neuronowa z niezwykłą precyzją wskazuje ułożenie modelu 3D nawet dla bardzo skomplikowanych cząsteczek. Odkrycie to rozwiązało problem, który naukowcy próbowali rozwikłać przez dekady, przyczyniając się do zrozumienia funkcji białek w organizmach i przyspieszenia prac nad nowymi lekami.

Prace tej trójki naukowców mają ogromne znaczenie dla takich dziedzin jak medycyna, biotechnologia oraz badania nad opornością bakterii na antybiotyki, czy chociażby degradacją plastiku w środowisku. Dzięki ich badaniom możliwe jest projektowanie białek o nowych, wcześniej nieznanych funkcjach, co otwiera drzwi do wielu innowacji naukowych i technologicznych.

Nagrodzone badania pokazują, jak połączenie sztucznej inteligencji z biochemią może rewolucjonizować naukę o białkach i przynosić korzyści w wielu aspektach życia.