نوبل شیمی ۲۰۲۲ به پژوهشگران ابزار ساخت مولکول اهدا شد

جایزه‌ی نوبل شیمی ۲۰۲۲ به‌طور مشترک به سه دانشمند برای پژوهش در زمینه‌ی پیوند دادن مولکول‌ها به یکدیگر و اثر این واکنش‌ها در سلول‌های زنده اهدا شد.

«کارولین برتوزی» (Carolyn Bertozzi)، «مورتن ملدال» (Morten Meldal) و «کی. بری شارپلس» (K. Barry Sharpless) برای توسعه‌ی شیمی کلیک (پیوند دادن دلخواه مولکول‌ها به یکدیگر) و شیمی متعامد زیستی (بیواورتوگونال) که امکان می‌دهد چنین واکنش‌هایی در سلول‌های زنده رخ دهند، به‌طور مشترک جایزه‌ی نوبل شیمی ۲۰۲۲ را از آن خود کردند.

«اولوف رامستروم» (Olof Ramström) یکی از اعضای کمیته نوبل در مراسم اعلام برگزیدگان گفت: «شیمی کلیک، شیمی مبتنی بر واکنش‌های خاص است که بسیار کارآمد عمل می‌کند و برای تولید پربازده فرآورده‌ها بسیار قابل اعتماد است. با این علم شما می‌توانید دو بلوک سازنده‌ی مولکول را به روشی بسیار کارآمد و پیش‌بینی شده به هم متصل کنید تا محصول زیادی به‌دست آورید.»

او افزود: «شیمی کلیک در توسعه‌ی دارویی، توالی‌یابی DNA و تولید مواد جدید کاربرد دارد. واکنش‌های زیست‌متعامد به کشف نقش مولکول‌های زیستی در سلول‌ها و ارگانیسم‌ها و به رمزگشایی روند بیماری‌ها کمک کرده است و همچنین می‌تواند به توسعه‌ی داروهای جدید منجر شود.»

شارپلس و تیمش، ایده‌ی شیمی کلیک را برای نخستین بار در سال ۲۰۰۱ ارائه کردند. از سال ۲۰۰۱ تا ۲۰۰۲، ملدال و شارپلس در گروه‌هایی فعالیت داشتند که به‌طور مستقل کشف کردند یون‌های مس می‌توانند برای شروع واکنش میان مولکولی به نام «آزید» (Azide) و مولکول دیگری به نام «آلکین» (Alkyne) استفاده شوند. به گفته‌ی رامستروم «این تاج جواهر واکنش‌های شیمی کلیک بود.»

چند سال بعد در سال ۲۰۰۴، برتوزی و همکارانش توسعه‌ی واکنش‌های کلیکی را بدون نیاز به مس پیش بردند. فلز بیش از حد می‌تواند برای سلول‌های زنده سمی باشد، بنابراین این تغییر رویکرد کمک می‌کند تا واکنش‌های کلیکی بدون فلز درون سلول‌ها و بدون تداخل با دیگر جنبه‌های متابولیسم سلولی رخ دهد.

انجام چنین واکنش‌هایی در نهایت به برتوزی کمک کرد تا مولکول‌های موجود در سطوح سلولی به نام «گلیکان» (Glycan) را با برچسب‌های سبز فلورسنت علامت‌گذاری کند. بدین ترتیب مشخص شد که برخی از مولکول‌های گلیکان موجود در سلول‌های سرطانی، به محافظت از آن‌ها در برابر سیستم ایمنی بدن کمک می‌کنند.

برتوزی و همکارانش در ادامه نوع جدیدی از پادتن (آنتی‌بادی) را توسعه دادند که اکنون مرحله‌ی آزمایش‌های بالینی را می‌گذراند و می‌تواند آنزیم‌ها را برای تجزیه‌ی گلیکان‌ها در سطح سلول‌های تومور سرطانی هدایت کند و آن‌ها را در اختیار سیستم ایمنی بدن قرار دهد.

اکنون برخی محققان دیگر از «پادتن‌های کلیک‌پذیر» برای کمک به هدف‌گیری دوزهای کشنده‌ی تشعشع روی سلول‌های تومور سرطانی استفاده می‌کنند.

عکس کاور: برندگان نوبل شیمی ۲۰۲۲
Credit: Niklas Elmehed/Nobel Prize Outreach

منبع: New Scientist