Οι Διαλέξεις Ωνάση στη Βιολογία και στη Χημεία για το 2025, διοργανώνονται από το Κοινωφελές Ίδρυμα Αλέξανδρος Σ. Ωνάσης σε συνεργασία με το Ίδρυμα Τεχνολογίας και Έρευνας (ΙΤΕ), από τις 7 έως τις 11 Ιουλίου στις εγκαταστάσεις του ΙΤΕ στο Ηράκλειο της Κρήτης.
Οι επιστημονικές διαλέξεις Ωνάση, οργανώνονται σε ετήσια βάση από το 2001 και δίνονται στην Αγγλική γλώσσα από εξέχουσες διεθνώς επιστημονικές προσωπικότητες, εκ των οποίων αρκετοί έχουν βραβευτεί με Νόμπελ. Οι διαλέξεις αυτές καλύπτουν θέματα που βρίσκονται στην αιχμή της διεθνούς επιστήμης και έρευνας στις περιοχές της Φυσικής Χημείας, Βιολογίας, Μαθηματικών και Επιστήμης Υπολογιστών. Στόχος τους είναι η περαιτέρω εκπαίδευση και προώθηση νέων, ταλαντούχων Ελλήνων και άλλων Διεθνών επιστημόνων, μεταπτυχιακών και τελειόφοιτων φοιτητών από το χώρο των Θετικών επιστημών. Το Κοινωφελές Ίδρυμα Ωνάση παρέχει οικονομική ενίσχυση για την κάλυψη των εξόδων μετακίνησης και παραμονής 35 Ελλήνων φοιτητών και 15 φοιτητών από άλλες χώρες που έχουν επιλεγεί με βάση τις ακαδημαϊκές τους επιδόσεις.
Οι φετινές Διαλέξεις Ωνάση είναι αφιερωμένες στις πρόσφατες εξελίξεις, τις προκλήσεις και τις μελλοντικές προοπτικές του ανασχεδιασμού της βιολογίας μέσω της κατευθυνόμενης εξέλιξης και των συνθετικών κυτταρικών οδών.
Τα βιολογικά συστήματα έχουν εξελιχθεί εδώ και δισεκατομμύρια χρόνια, με τη φυσική επιλογή να ευνοεί την αναδιαμόρφωση των μοριακών δομών και των μεταβολικών οδών που ενισχύουν την επιβίωση σε ένα συνεχώς μεταβαλλόμενο χημικό περιβάλλον. Ωστόσο, αυτές οι λύσεις, βελτιστοποιημένες για την Αρμοστικότητα και όχι για την ανθρώπινη χρησιμότητα, συχνά δεν είναι βέλτιστες για εφαρμογές σε τομείς όπως η αποτελεσματική χημεία, οι ανανεώσιμες πηγές ενέργειας και η ιατρική.
Η κατευθυνόμενη εξέλιξη—μια μεθοδολογία εμπνευσμένη από τη φυσική επιλογή αλλά διεξαγόμενη στο εργαστήριο—δίνει τη δυνατότητα στους επιστήμονες να κατασκευάζουν πρωτεΐνες, ένζυμα, ακόμη και ολόκληρες μεταβολικές οδούς με βελτιωμένες ή νέες λειτουργίες. Αυτή η προσέγγιση περιλαμβάνει επαναληπτικούς γύρους μετάλλαξης και επιλογής για να διασχίσουν τα τεράστια «τοπία αρμοστικότητας» της μοριακής λειτουργίας. Αρχικά επίπονη και χρονοβόρα, η κατευθυνόμενη εξέλιξη έχει γίνει κεντρική στρατηγική στη σύγχρονη βιοτεχνολογία, χάρη στις σημαντικές προόδους στον έλεγχο υψηλής απόδοσης, τον ορθολογικό σχεδιασμό και την υπολογιστική μοντελοποίηση.
Το πρωτοποριακό έργο της Frances Arnold, η οποία τιμήθηκε με το βραβείο Νόμπελ Χημείας το 2018 και η οποία θα είναι κεντρική ομιλήτρια στις διαλέξεις Ωνάση για το 2025 , κατέδειξε ότι η εργαστηριακή εξέλιξη μπορεί να ξεπεράσει αξιόπιστα τον ορθολογικό σχεδιασμό στη μηχανική σύνθετων μοριακών λειτουργιών. Οι συνεισφορές της καθιέρωσαν την κατευθυνόμενη εξέλιξη ως μια μετασχηματιστική δύναμη σε όλη τη χημεία και τη βιολογία.
Πέρα από τα μεμονωμένα ένζυμα, η συνθετική βιολογία έχει αναδειχθεί ως συμπληρωματικός τομέας, με στόχο την κατασκευή και την αναδιαμόρφωση ολόκληρων κυτταρικών διεργασιών. Οι ερευνητές σχεδιάζουν νέες μεταβολικές οδούς, προσαρμοσμένες στη φύση, συμπεριλαμβανομένων εκείνων που είναι ικανές να δεσμεύουν και να μετατρέπουν το CO₂, προσφέροντας νέες λύσεις στις προκλήσεις της κλιματικής αλλαγής και της βιωσιμότητας. Οι πρόοδοι στη βιολογία των μεμβρανών, στο μινιμαλιστικό σχεδιασμό του κυττάρου και στην αναδημιουργία βασικών μεταβολικών μονάδων έχουν επεκτείνει περαιτέρω το πεδίο εφαρμογής της κυτταρικής μηχανικής. Πρόσφατη εργασία έχει επίσης διευρύνει την εστίαση της αναδιαμόρφωσης της βιολογίας πέρα από την κατάλυση, στη λεπτή ρύθμιση των τοπίων της στερεοχημικής διάταξης των πρωτεϊνών και στη δυναμική ρύθμιση. Οι γνώσεις από τη στατιστική θερμοδυναμική και τη θεωρία τοπίου ελεύθερης ενέργειας αναδιαμορφώνουν την κατανόησή μας για το πώς εξελίσσονται και προσαρμόζονται τα αλλοστερικά δίκτυα, εξισορροπώντας τη συγγένεια, την αποτελεσματικότητα και την περιβαλλοντική ανταπόκριση. Οι στρατηγικές στοχεύουν πλέον όχι μόνο στη βελτιστοποίηση της κατάλυσης, αλλά και στον επαναπρογραμματισμό των εσωτερικών δικτύων επικοινωνίας και της δυναμικής συμπεριφοράς των πρωτεϊνών, επιτρέποντας τον σχεδιασμό πιο προσαρμόσιμων και ανταποκρινόμενων μοριακών συστημάτων.
Οι τεχνολογικές καινοτομίες έχουν αναδιαμορφώσει περαιτέρω το τοπίο. Οι μέθοδοι εξαιρετικά υψηλής απόδοσης, όπως η μικρορευστομηχανική με βάση τα σταγονίδια, επιτρέπουν την ταχεία διαλογή εκατομμυρίων παραλλαγών ενζύμων, επιταχύνοντας την εξερεύνηση του χώρου των πρωτεϊνικών αλληλουχιών. Ταυτόχρονα, οι εξελίξεις στoυς βιοαισθητήρες σε πραγματικό χρόνο και στις φορητές μοριακές οθόνες αρχίζουν να γεφυρώνουν το χάσμα μεταξύ των μηχανικών βιολογικών συστημάτων και των άμεσων κλινικών ή βιομηχανικών εφαρμογών.
Η τεχνητή νοημοσύνη έχει εισέλθει στον τομέα ως ένας ισχυρός επιταχυντής. Τα μοντέλα γλώσσας πρωτεϊνών μεγάλης κλίμακας και τα εργαλεία πρόβλεψης πρωτεϊνικής δομής που βασίζονται στην τεχνητή νοημοσύνη επιτρέπουν τον σχεδιασμό λειτουργικών βιομορίων in silico με πρωτοφανή ρυθμό, ανοίγοντας τεράστια νέα εδάφη για τη συνθετική βιολογία και τη βιοτεχνολογία.
Η σειρά διαλέξεων Ωνάση για το 2025 θα αναδείξει πρωτοποριακές τεχνολογίες και εννοιολογικές καινοτομίες, με παρουσιάσεις από παγκόσμιους ηγέτες στη μηχανική ενζύμων, τον συνθετικό μεταβολισμό, την ελάχιστη κυτταρική κατασκευή, τη θερμοδυναμική μοντελοποίηση της εξέλιξης των πρωτεϊνών και τον βιολογικό σχεδιασμό που βασίζεται στην τεχνητή νοημοσύνη.
Δείτε την ιστοσελίδα των Διαλέξεων Ωνάση
