Laureatami tegorocznej Nagrody Nobla z chemii zostali Carolyn R. Bertozzi (USA), Morten Meldal (Dania) i K. Barry Sharpless (USA), których nagrodzono za rozwój nowych metod syntezy chemicznej, które pozwoliły uprościć proces syntezy nawet skomplikowanych cząsteczek.

Zdaniem prof. Jemielitego tzw. chemia klik, za której rozwój doceniono laureatów, rewolucjonizuje wszystkie nauki przyrodnicze. Tegoroczny Nobel w dziedzinie chemii nie był dla niego zaskoczeniem, szczególnie, że ma związki z technologią mRNA, która jest mu szczególnie bliska.

Jak wyjaśnił rozmówca PAP, Meldal i Sharpless niezależne od siebie pokazali, że znaną reakcję (cykloaddycji dipolarnej), która przebiegała w bardzo agresywnych warunkach, można łatwo przeprowadzić także w temperaturze pokojowej. Kluczem było zastosowanie katalizatora - jonów miedzi (I). Reakcja umożliwia połączenia dwóch grup funkcyjnych, rzadko występujących w układach biologicznych.

Z kolei Carolyn R. Bertozzi, uznawana za jedną z matek chemii bioortogonalnej, pokazała, że te same narzędzia precyzyjnego łączenia molekuł można stosować w żywych komórkach, m.in. żeby śledzić zachodzące tam procesy.

„Grupy funkcyjne, czyli elementy klocków, które się ze sobą łączą, nie występują w kwasach nukleinowych czy białkach. Ale Carolyn Bertozzi pokazała, że żywe komórki można +nakarmić+ pewnymi elementami, które nie wywierają na nie negatywnego wpływu. Komórka może je wykorzystać np. do budowy ściany komórkowej. Dostarczając później inny element do komórki, można przeprowadzić reakcję np. na ścianie komórkowej bakterii i oznaczyć ją znacznikiem fluorescencyjnym. Obserwując pod mikroskopem widzimy, które komórki w których obszarach zostały oznakowane i świecą” - opisuje prof. Jemielity.

Zaznacza, że te narzędzia są już stosowane do opracowania nowych leków, są wykorzystywane do diagnostyki, ale przede wszystkim – do poznawania, jak funkcjonują żywe komórki. „Komórka to jest bardzo złożona mieszanina, jak gęsta zupa, i niezwykle trudno jest popatrzeć na wybrany składnik tej zupy. Chemia bioortogonalna pozwala na +zapalenie lampki+ i oświetlenie np. interesującego nas białka” - powiedział chemik.

Dodał, że tę samą "chemię klik", którą stosowała Bertozzi, jego zespół naukowy z Centrum Nowych Technologii UW wykorzystał do znakowania mRNA w komórkach. Prowadzane przez niego prace zmierzają do lepszego projektowania mRNA do zastosowań terapeutycznych.

Olbrzymia wiedza wynikająca z zastosowania metod "chemii klik" i chemii ortogonalnej pozwala na utworzenie skuteczniejszych, bezpieczniejszych leków, które usuną nieprawidłowości funkcjonowania narządów lub testów diagnostycznych do wykrywania stanów patologicznych.

W chemii materiałów przy użyciu "chemii klik" w bardzo prosty sposób można np. +dekorować+ nanocząstki złota, czyli dołączać cząsteczki organiczne po to, aby skierować nanomateriał do konkretnych komórek. W medycynie pozwoli to na dostarczanie leków. W innych obszarach nanotechnologii dzięki chemii klik można modyfikować właściwości materiałów, np. cząsteczki nierozpuszczalne uczynić rozpuszczanymi. 

PAP - Nauka w Polsce, Karolina Duszczyk

kol/ ekr/ agt/