Premiul Nobel – Chimie – 2026

Urmărește BZI pe Google

Adaugă-ne ca sursă preferată în Google

Prof. Adrian Covic (A.C.): Astăzi dialogăm cu prof. N. Hurduc, inginer chimist, reputat cercetător și profesor de chimia polimerilor la Universitatea Tehnică „Gheorghe Asachi” din Iași (TUIASI), unde a fost și decan al Facultății de Inginerie Chimică și Protecția Mediului. Activitatea sa științifică se concentrează în principal pe chimia polimerilor, chimia supramoleculară și dezvoltarea azopolimerilor. Lucrările sale se bucură de o recunoaștere internațională semnificativă, având aproape 2.000 de citări academice. Dincolo de cercetările stricte de specialitate, a publicat cartea „Originea Vieții. La început era Cuvântul…”, o lucrare care explorează perspectivele științifice și informaționale asupra apariției vieții. Domnule profesor, ce ne puteți spune despre Premiul Nobel pentru Chimie 2026?

Prof. N. Hurduc (N.H.): În acest an, Premiul Nobel pe domeniul Chimie a fost acordat pentru descoperirea „efectelor neliniare și autocataliză în sinteza organică asimetrică”. Cei doi câștigători sunt Henri B. Kagan și Kenso Soai. Henri B. Kagan s-a născut în anul 1930, la Boulogne-Billancourt, Franța, fiind profesor la Université Paris-Sud, Orsay, Franța. Kenso Soai s-a născut în anul 1950, la Hiroshima, Japonia, fiind profesor la Tokyo University of Science, Japonia.

A.C.: Are legătură acest premiu cu Medicina?

N.H.: În ultima perioadă, premiile Nobel pe domeniile Fizică și Chimie au fost de multe ori legate de Biologie sau de Medicină. Și în acest an, Premiul Nobel pe domeniul chimie are conexiuni cu o întrebare veche din biologie, privitoare la chiralitatea moleculelor care stau la baza mașinilor moleculare care asigură funcționarea celulelor. Moleculele chirale ocupă un loc special în domeniul Chimiei, datorită modului de interacțiune cu lumina. Concret, în funcție de dispunerea spațială a substituenților dintr-o moleculă, aceasta poate roti planul luminii polarizate spre stânga (levo – L) sau spre dreapta (dextro – D). Din punct de vedere chimic, cele două specii moleculare sunt identice, ceea ce face foarte dificilă separarea lor, atunci când este necesar să utilizăm un singur izomer. Cel mai comun exemplu de obiecte chirale îl reprezintă mâinile. Dacă așezăm mâinile cu palmele în jos și le deplasăm în plan orizontal, prin suprapunere se vede clar că ele nu sunt identice, degetele mari fiind plasate de o parte și de alta a palmelor. Generalizând ideea, un obiect și imaginea sa din oglindă vor alcătui un sistem de obiecte chirale, care nu pot fi suprapuse. Exact la fel se pune problema la scară moleculară, doar că dimensiunile sunt de ordin nanometric.

În biologie, până de curând, nu a existat o explicație pentru faptul că moleculele care se regăsesc în structura ADN-ului, ARN-ului și proteinelor sunt chirale. Astfel, în cazul zaharurilor care intră în componența ADN-ului și ARN-ului, vom avea doar izomeri dextro (D), în timp ce în cazul aminoacizilor care intră în componența proteinelor vom întâlni doar izomeri levo (L). În urma studiilor efectuate în perioada 2022-2025, s-a constatat faptul că moleculele chirale funcționează ca niște filtre de „spin electronic”, permițând trecerea unei singure specii de electroni de-a lungul moleculei. Deoarece proteinele și ARN-ul sunt implicate în medierea reacțiilor chimice bazate pe transfer de electroni, acest proces de „filtrare” a electronilor va permite pe de o parte deplasarea acestora pe distanțe mai mari de-a lungul moleculelor, iar pe de altă parte va genera fenomene de rezonanță, care permit derularea mult mai rapidă a reacțiilor chimice. Aceasta explică faptul că organismele vii consumă cantități foarte mici de energie pentru a funcționa, un organism uman având nevoie de doar 100 W în repaus și 190 W în activitate ușoară. Cea mai mare parte din energia consumată de organismul uman este dirijată spre creier, care, în funcție de activitățile pe care le desfășoară, are nevoie de 20-40 W. Pentru comparație, ChatGPT consumă 225 GWh pe an (doar pentru interogări), ceea ce echivalează cu necesarul de energie electrică pentru un oraș cu aproximativ 100.000 de locuitori. Diferența enormă a consumului de energie provine tocmai din modul diferit de funcționare a creierului uman (și a celulelor vii în general), bazat pe mașini moleculare și filtre de electroni. Iar mașinile moleculare și filtrele de electroni din interiorul celulelor sunt construite pe baza moleculelor chirale.

A.C.: Ce este o „mașină moleculară”?

N.H.: Pentru că nu toată lumea este obișnuită cu acest concept de „mașină moleculară”, voi începe prin a explica ce este aceasta. În momentul descoperirii celulelor vii, s-a crezut că aceste sisteme sunt relativ simple, având în vedere dimensiunile foarte mici ale acestora, situate în jurul valorilor de 10-40 de microni în cazul corpului uman. Pe măsură ce tehnicile de caracterizare, în special cele de microscopie, au evoluat, s-a constatat faptul că, în ciuda dimensiunilor foarte reduse, celulele au o complexitate din punct de vedere al funcționării comparabilă cu a unui oraș de mari dimensiuni (Paris, Londra, New York). În interiorul celulelor, găsim sisteme deosebit de complicate, asemănătoare mașinilor sau chiar instalațiilor.

Un prim exemplu în acest sens îl constituie ribozomii, mașinile moleculare responsabile de sinteza proteinelor. Aceștia citesc informația codificată la nivel de ARN pe baza unui limbaj format din patru litere (nucleobazele, care intră în structura ARN-ului), convertesc informația prin intermediul codonilor într-un limbaj bazat pe 20 de litere (aminoacizii prezenți în structura proteinelor) și sintetizează apoi proteina corespunzătoare informației din ARN. Urmărind succesiunea operațiilor care au loc în interiorul ribozomilor, se poate ușor înțelege complexitatea acestor sisteme, în ciuda dimensiunilor nanometrice pe care le au (20-30 nm). Ca să puteți avea un reper legat de scara nanometrică pe care o întâlnim în interiorul sistemelor vii, fac precizarea că molecula de benzen, pe care toată lumea a întâlnit-o în manualele de Chimie din liceu, are dimensiunea de aproximativ 1 nm. Un ribozom uman este compus din aproximativ 85 de lanțuri polimerice, 4 fiind lanțuri ARN, iar restul fiind proteine. Ca să înțelegem cât de complicată este celula, este bine de știut faptul că o singură celulă conține între 1 milion și 10 de milioane de ribozomi. Ribozomul a fost descoperit de George Emil Palade, cercetător de origine română, laureat al Premiului Nobel.

Un alt exemplu de mașină moleculară complexă este mitocondria, considerată „uzina” producătoare de energie din celulele animale. În funcție de sarcina pe care o îndeplinește, numărul mitocondriilor dintr-o celulă poate varia între câteva sute și câteva mii. Celulele cardiace, spre exemplu, au până la 2.000 de mitocondrii. Interesant mi se pare faptul că ovulul are 100.000 de mitocondrii, ceea ce pare a fi un sistem proiectat și nu apărut din întâmplare. Mitocondriile pot fi mutate în diferite regiuni din interiorul celulelor, în funcție de necesitățile energetice. De aceea mitocondriile au un genom propriu, fiind sisteme autonome.

Am dat aceste două exemple pentru a se înțelege complexitatea extrem de mare a unei celule, în interiorul căreia trebuie coordonată activitatea a milioane de mașini moleculare. Se poate presupune astfel că, în interiorul fiecărei celule, există și un sistem de coordonare și control al mașinilor moleculare existente. Cel mai probabil că n-ar fi posibilă funcționarea celulelor, la un consum energetic atât de scăzut, în absența moleculelor chirale.

A.C.: Unde intervin moleculele chirale?

N.H.: Prezența moleculelor chirale ridică însă probleme mari, în condițiile în care trebuie să utilizăm un singur tip de izomer, fie de tip dextro, fie de tip levo. Acesta este cazul medicamentelor, în care unul dintre cei doi izomeri poate fi activ, iar celălalt toxic. În mod normal, în urma unui proces de sinteză, cei doi izomeri rezultă în amestec, în proporții egale.

Cei doi laureați ai Premiului Nobel au rezolvat problema sintezei moleculelor chirale cu un conținut de până la 99% al unui singur tip de izomer. Această manieră de sinteză poate ajuta la scăderea semnificativă a prețului de cost al unui medicament, eliminând etapa de separare și purificare a amestecului de izomeri. Moleculele chirale își mai găsesc aplicabilitate în industria parfumurilor și în agricultură.

A.C.: Vă mulțumesc și vă mai așteptăm!

Prof. univ. dr. Adrian Covic, șeful Compartimentului de Transplant Renal al Spitalului Clinic „Dr. C. I. Parhon” Iași și prorector pentru Cercetare Științifică, Dezvoltare și Inovare în cadrul Universității de Medicină și Farmacie „Grigore T. Popa” (UMF) Iași