Dr Claudia Bonfio laureatką Dream Chemistry Award 2020

Konkurs Dream Chemistry Award, zainicjowany w 2013 roku przez Instytut Chemii Fizycznej Polskiej Akademii Nauk (IChF PAN) w Warszawie, obecnie jest organizowany we współpracy z Instytutem Chemii Organicznej i Biochemii Czeskiej Akademii Nauk (IChOiB CzAN) w Pradze. Nagradzane są w nim najciekawsze, jeszcze niezrealizowane projekty młodych badaczy.

W tym roku ze względu na pandemię całe wydarzenie przeprowadzono za pośrednictwem internetu. Statuetkę i 10 tys. euro nagrody otrzymała Claudia Bonfio z MRC Laboratory of Molecular Biology i University of Cambridge za projekt dotyczący wyjaśnienia podstaw chemicznej wymiany informacji w najprymitywniejszych organizmach, które można by uznać za żywe. Laureatka w konkursowej prezentacji prześledziła komunikację międzykomórkową do prapoczątków życia na Ziemi.

Zaproponowany przez nią sposób odtworzenia takich prymitywnych komórek w laboratorium, a następnie „podsłuchania” chemicznie, w jaki sposób się one komunikują, jest innowacyjny. I choć sam pomysł wydaje się nie mieć wiele wspólnego z codziennością, może nam dać do ręki potężną broń np. do walki z rakiem - oceniają w prasowym komunikacie specjaliści Instytutu Chemii Fizycznej PAN (IChF PAN), który jest organizatorem konkursu.

„Wiemy, że komórki nowotworowe uwalniają do środowiska molekuły, którymi komunikują się z komórkami-odbiorcami, by np. ułatwiać tworzenie przerzutów - wyjaśnia dr Bonfio, cytowana w prasowym komunikacie. - Blokując tę wymianę informacji, moglibyśmy zahamować rozwój nowotworu, ale najpierw musimy zrozumieć ten mechanizm na najbardziej podstawowym poziomie komórkowym. Jeśli się uda, moglibyśmy też np. tworzyć sztuczne komórki, które mogłyby porozumiewać się z patogenami i w ten sposób zapobiegać rozwojowi rozmaitych infekcji”.

W ścisłym gronie tegorocznych finalistów znalazła się też Ivana Drienovska (Vrije Universiteit), której naukowe marzenie dotyczy tworzenia związków fluorowych o zupełnie nowych właściwościach katalitycznych. „Celem projektu jest umożliwienie reakcji fluorowania szerokiej gamy substratów, ze szczególnym uwzględnieniem tych wykorzystywanych w przemyśle farmaceutycznym - opowiada finalistka. - Chciałabym zastąpić przynajmniej niektóre stosowane dziś metody wykorzystujące uciążliwe reakcje szkodliwe dla środowiska procesami enzymatycznymi. W ten sposób zyskamy całkiem nowy wachlarz sztucznych, lecz przyjaznych dla środowiska enzymów katalitycznych”.

Kolejny finalista Paweł Dydio (Universite de Strasbourg, ISIS) chciałby wykorzystać sztuczną inteligencję do kreowania sieci reakcji chemicznych. W takich sieciach wszystkie reakcje przebiegałyby równolegle, tak jak ma to miejsce w układach biologicznych. Stworzenie chemicznych „czarnych skrzynek” pozwoliłoby wykorzystywać energię wytworzoną w jednych procesach do uruchomienia innych albo eliminować potrzebę stabilizacji czy usuwania produktów pośrednich reakcji. Uczenie maszynowe pozwoliłoby szybko dowiedzieć się, jakie sieci reakcji można by bezpiecznie tworzyć i wykorzystać potencjał ich współdziałania.

Z kolei Yunyan Qiu (Northwestern University) marzy o stworzeniu protokołu kontrolowanej polimeryzacji wykorzystującej sztucznie stworzone machiny molekularne złożone z ligandów makrocyklicznych. „Taka metoda polimeryzacji znamiennie poprawiłaby właściwości tworzonych materiałów - wyjaśnia naukowiec. - A to dzięki pełnej kontroli nad długością, składem i topologią powstających polimerów. Mam nadzieję, że dzięki wykorzystaniu zaawansowanych maszyn molekularnych i pełnej kontroli nad sekwencją monomerów uda mi się wyprodukować syntetyczne polimery o precyzyjnie regulowanych własnościach. Odnajdę tym samym świętego Graala syntezy polimerów” . Jego badania to szansa na nowe, lepsze materiały. Jednocześnie precyzyjnie dobrana długość, skład i topologia mogą zmniejszyć ilość produkcyjnych odpadów, choćby poprzez zmniejszenie zróżnicowania między poszczególnymi partiami produktu.

Kolejny finalista Christopher Hendon (University of Oregon) chciałby metodami elektrochemicznymi poprawiać smak i aromat wina, piwa lub kawy, jeśli z jakiegoś powodu stanie się on nieodpowiedni. Sposobem na eliminację nieprzyjemnych skutków obecności niechcianych chemicznych substancji mają być odpowiednio zaprogramowane reakcje utleniania lub redukcji.

O nagrodę Dream Chemistry Award mogą się ubiegać naukowcy, którzy uzyskali tytuł doktora nie wcześniej niż 8 lat temu. Warunkiem przyjęcia zgłoszenia jest, by kandydata nominował badacz co najmniej z tytułem doktora i minimum dziesięcioletnim dorobkiem w dziedzinie nauk ścisłych lub przyrodniczych. Nagrodę przyznaje Komitet Naukowy, złożony z 18 profesorów najlepszych polskich uczelni, specjalistów w dziedzinie chemii, fizyki, biologii, medycyny i inżynierii materiałowej. Komitet Honorowy Nagrody tworzą uznani chemicy: laureat Nagrody Nobla, prof. Richard Schrock (MIT), prof. Krzysztof Matyjaszewski (Carnegie Mellon University), prof. Josef Michl (University of Colorado Boulder and IOCB Prague) i prof. Bartosz Grzybowski (Uslan National Institute of Science and Technology and IOC PAS). (PAP)

ekr/ agt/