Le prix Nobel de chimie [update 2024]

Tout a commencé avec lui – Alfred Nobel

Alfred Nobel est à l’origine de l’idée de récompenser les réalisations exceptionnelles. Il était inventeur, entrepreneur, scientifique et homme d’affaires. Il a également écrit des poèmes et des pièces de théâtre. Il est impossible de décrire en quelques phrases la vie extrêmement riche et colorée de cet ingénieur suédois. En 1862, le futur fondateur du prix Nobel ouvre une usine produisant de la nitroglycérine, un explosif très instable. L’une des explosions incontrôlées de l’usine entraîne la mort de son frère. Après avoir construit un détonateur, il devient célèbre en tant qu’inventeur et en même temps, il accroît sa fortune en tant que fabricant d’explosifs. Il est surtout connu pour avoir inventé la dynamite en 1867. Parmi ses nombreuses inventions figurent l’amorce, la gélatine explosive ainsi que la balistite. Au total, on doit à Nobel plus de 350 brevets dans différents pays. Ses intérêts variés se sont reflétés et sont devenus la base du prix qu’il a ensuite créé, dont il a posé les bases en 1895. C’est à cette époque qu’il a rédigé son dernier testament, dans lequel il a laissé une grande partie de son immense patrimoine pour créer le prix. Le prix qui porte son nom est décerné pour des réalisations exceptionnelles, car il a lui-même contribué de manière considérable au progrès de l’humanité. On ne peut que spéculer sur les raisons pour lesquelles il a décidé de consacrer sa fortune à la découverte et au monde de la science. En tant que personne, Alfred Nobel était un homme de peu de mots. Il est probable qu’il n’a jamais confié à personne les raisons de sa décision dans les mois précédant sa mort. On suppose aujourd’hui qu’elle a été influencée par un certain incident survenu en 1888, qui a peut-être suscité une série de réflexions et abouti à la création du prix Nobel. En 1888, le frère d’Alfred, Ludvig, est décédé à Cannes, en France. Les journaux ont annoncé la mort de Ludvig mais l’ont confondu avec Alfred, en titrant « Le marchand de mort est mort ».

Qui a été le premier lauréat du prix Nobel de chimie ?

Les lauréats reçoivent leur premier prix Nobel en 1901, quatre ans après la mort d’Alfred Nobel. Le Nobel de chimie est décerné à Jacobus van ‘t Hoff, fondateur de la chimie physique moderne. Le comité Nobel justifie ainsi la sélection de van ‘t Hoff : « en reconnaissance de sa contribution extraordinaire à la découverte des lois de la dynamique chimique et de la pression osmotique dans les solutions ». Ce chimiste néerlandais a eu une influence considérable sur le développement de la chimie, et les théories qu’il a proposées sont toujours utilisées de nos jours. En 1874, il explique le phénomène de l’activité optique en supposant que les liaisons chimiques entre le carbone et les atomes adjacents pointent vers les coins d’un tétraèdre régulier. Il est intéressant de noter qu’il ne reçoit pas le prix Nobel de chimie pour cette proposition révolutionnaire. À 22 ans, il publie ses idées révolutionnaires, qui ont conduit les chimistes à percevoir les molécules comme des objets dotés d’une structure spécifique et de formes tridimensionnelles. Il introduit également le concept moderne d’affinité chimique. Il a démontré la similitude entre le comportement des solutions diluées et celui des gaz. Jacobus van ‘t Hoff a également travaillé sur la théorie de la dissociation des électrolytes, introduite par Svante Arrhenius en 1889. Grâce à ses études, van ‘t Hoff a fourni une justification physique à l’équation d’Arrhenius.

Marie Skłodowska-Curie

Marie Skłodowska-Curie est l’une des lauréates du prix Nobel de chimie. Elle a été lauréate de ce prix prestigieux à deux reprises. La deuxième fois, elle l’a reçu avec son mari, dans le domaine de la physique pour ses recherches sur la radioactivité. Ses réalisations scientifiques extraordinaires et le respect qu’elle a gagné à une époque où la plupart des universités n’admettaient même pas les femmes et où elle-même devait se battre pour sa place légitime dans le monde scientifique, suscitent une grande admiration. En 1911, Marie Skłodowska-Curie a reçu le prix Nobel de chimie, cette fois à titre individuel. Le comité Nobel a décidé de lui rendre hommage pour la découverte de deux éléments radioactifs, le radium et le polonium. Après cette découverte, Marie a continué à étudier leurs propriétés. En 1910, elle a réussi à produire du radium pur. Elle a ainsi prouvé sans l’ombre d’un doute que ce nouvel élément existait. Au cours de ses recherches ultérieures, elle a également documenté les propriétés qui caractérisaient les éléments radioactifs et leurs composés. Grâce aux travaux de cette lauréate polonaise du prix Nobel, les composés radioactifs sont devenus une source importante de radiations, aussi bien dans les expériences scientifiques qu’en médecine, où ils sont utilisés pour traiter le cancer. Tout au long de sa vie, Marie a conservé des liens avec la Pologne. Les boursiers polonais travaillaient à l’Institut du radium, fondé à son initiative à Paris. Elle-même donnait des conférences en Pologne et publiait de nombreux articles présentant les effets de ses expériences dans des revues scientifiques polonaises. Marie Skłodowska-Curie est la première femme polonaise et même du monde entier à remporter ce prestigieux prix, et espérons-le, pas la dernière.

Les points forts des découvertes récompensées par le prix Nobel de chimie ces dernières années

Le comité Nobel a pour principe de récompenser avant tout les découvertes révolutionnaires pour l’humanité, qui élargissent le niveau des connaissances actuelles dans un domaine donné. Le prix est moins souvent décerné pour des inventions spécifiques. Il ne faut cependant pas oublier que les théories révolutionnaires sont souvent suivies de nombreux brevets qui changent notre vie quotidienne. En 2015, les lauréats du prix Nobel de chimie étaient Tomas Lindahl, Paul Modrich et Aziz Sancar. Ils ont reçu cette distinction pour leurs études mécanistes sur la réparation de l’ADN. Leurs recherches ont expliqué au niveau moléculaire comment les cellules sont capables de réparer l’ADN endommagé et donc de protéger l’information génétique. Les lauréats du prix Nobel de chimie ont ainsi contribué à l’étude des mécanismes de développement du cancer. Cela indique que les tumeurs sont le résultat de troubles des processus de réparation. De tels dommages se produisent constamment dans notre corps. Le plus souvent, ils sont causés par des agents tels que les radicaux libres ou les radiations. Les recherches menées par ces trois scientifiques ont jeté les bases de la compréhension du mécanisme de l’évolution du monde animé. Leurs résultats sont utilisés dans le développement de traitements modernes contre le cancer. En 2006, le prix Nobel de chimie a été décerné à l’Américain Roger D. Kornberg pour ses recherches sur le mécanisme moléculaire de la transcription dans les cellules eucaryotes. Ses travaux scientifiques portent sur la copie du matériel génétique, stocké dans l’ADN cellulaire. Pour que le matériel génétique fonctionne, il faut le « copier », c’est-à-dire le transcrire de l’ADN en ARN, puis en protéines. Le lauréat du prix Nobel a démontré qu’il s’agit d’un processus fondamental pour la vie de toutes les cellules. Il a en outre développé un modèle expliquant son fonctionnement. Ces recherches ont également contribué aux progrès de la médecine. Elles facilitent grandement les travaux sur le traitement de nombreuses maladies et troubles génétiques. Ces troubles créent non seulement un potentiel dangereux pour le développement de cancers, mais aussi de maladies cardiaques et de diverses maladies inflammatoires. En 2011, le prix Nobel de chimie a été décerné pour une découverte scientifique exceptionnellement unique. L’Israélien Daniel Shechtman a découvert ce qu’on appelle les quasicristaux, des structures chimiques qui ressemblent à une mosaïque. Cet événement est particulièrement révolutionnaire, car jusqu’à présent, l’existence de ces structures était considérée comme impossible. Les quasicristaux ont la forme particulière d’un solide, dans lequel les atomes s’agencent selon une structure apparemment régulière mais non répétitive. Il est donc impossible d’identifier leurs cellules primitives. Shechtman a découvert les quasicristaux en 1982. À l’époque, le monde scientifique a accueilli cette découverte avec beaucoup de scepticisme. Pendant plusieurs mois, Shechtman a tenté en vain de convaincre ses collègues de sa justesse. Finalement, on lui a demandé de quitter l’équipe de recherche. Ce n’est qu’en 1987 que des scientifiques français et japonais ont confirmé la découverte de Shechtman datant de cinq ans.

Le prix Nobel de chimie en 2024

L’Académie royale des sciences de Suède a décidé de répartir le prix Nobel de chimie 2024 entre David Baker , Demis Hassabis et John Jumper . Les lauréats ont un point commun : leurs travaux sur la structure et la conception des protéines. La première moitié du prix a été attribuée à David Baker. Le biochimiste américain a été récompensé pour ses recherches sur la conception informatique des protéines, qui permet aux scientifiques de créer des combinaisons entièrement nouvelles de ces structures, inexistantes dans la nature. Depuis de nombreuses années, l’équipe dirigée par Baker étudie les moyens de créer des structures protéiques inhabituelles. En 1999, les scientifiques ont développé un algorithme appelé Rosetta pour assembler de courts fragments de protéines structurellement indépendantes et ainsi prédire également leur disposition, leurs connexions et autres interactions. La mise en œuvre et le perfectionnement de Rosetta ont constitué une étape importante qui a fourni un outil essentiel pour les recherches ultérieures. Quelques années plus tard, en 2003, David Baker et ses collègues ont publié une conception de protéine avec une structure élaborée et spécialisée, un repliement original et une séquence complètement différente des protéines connues jusqu’alors. Depuis lors, son équipe de recherche n’a cessé de développer des protéines innovantes aux applications potentielles très diverses : des produits pharmaceutiques et vaccins aux nanomatériaux et capteurs miniatures. D’autre part, le scientifique britannique Demis Hassabis et l’Américain John Jumper, associés à Google DeepMind, ont été récompensés pour le développement du modèle d’intelligence artificielle AlphaFold2 , qui peut prédire avec précision les structures 3D des protéines en fonction de leurs séquences d’acides aminés. Mis en œuvre pour la première fois en 2018 (aujourd’hui connu sous le nom d’AlphaFold1), puis repensé et affiné en 2020, le programme s’appuyait sur la technologie de l’IA d’apprentissage profond. Un réseau neuronal spécialisé indique l’agencement du modèle 3D avec une précision extrême, même pour des molécules très complexes. La découverte a résolu un problème que les scientifiques tentaient de résoudre depuis des décennies, contribuant à la compréhension de la fonction des protéines dans les organismes et accélérant le développement de nouveaux médicaments. Le travail de ces trois scientifiques est d’une grande importance pour des domaines tels que la médecine, la biotechnologie et la recherche sur la résistance bactérienne aux antibiotiques, ou encore la dégradation du plastique dans l’environnement. Grâce à leurs recherches, il est possible de concevoir des protéines dotées de fonctions nouvelles, jusqu’alors inconnues, ce qui ouvre la voie à de nombreuses innovations scientifiques et technologiques. Les études primées montrent comment la combinaison de l’intelligence artificielle et de la biochimie peut révolutionner la science des protéines et bénéficier à de nombreux aspects de la vie.

Le prix Nobel de chimie en 2023

L’année 2023 nous a apporté de bonnes nouvelles du monde scientifique ! Une équipe de trois scientifiques – Moungi G. Bawendi du Massachusetts Institute of Technology, Louis E. Brus de l’Université de Columbia et Alexei I. Ekimov de Nanocrystals Technology Inc. – a reçu le prix Nobel de chimie . Le prix a été décerné pour la « découverte et la synthèse des points quantiques ». Les scientifiques ont contribué au développement de la mécanique quantique en développant des nanoparticules au potentiel extrêmement énorme. Les points quantiques sont des nanoparticules dont la taille ne dépasse pas quelques à plusieurs dizaines de nanomètres et qui possèdent des propriétés physiques et chimiques uniques. Ils appartiennent au groupe des nanocristaux semi-conducteurs et leur taille les qualifie pour des applications en nanotechnologie. Leur effet principal repose sur l’absorption et l’émission de rayonnement. En 1981, les points quantiques ont été synthétisés pour la première fois dans une matrice de verre par le lauréat de cette année – Alexei Ekimov. Deux ans plus tard, la même structure a été obtenue dans une suspension colloïdale par un autre des scientifiques récompensés – Louis Brus. Actuellement, ces nanoparticules peuvent être obtenues par de nombreuses réactions chimiques différentes. Cependant, l’une des voies de synthèse les plus populaires et les plus utilisées actuellement est une méthode brevetée par l’équipe de recherche dirigée par Moungi G. Bawendi, qui permet d’obtenir des molécules presque parfaites. Les propriétés optiques et électroniques inhabituelles de ces nanostructures (notamment un coefficient d’atténuation élevé et des processus non linéaires se produisant à l’intérieur) offrent un large champ d’application dans de nombreux domaines scientifiques et technologiques. La photostabilité améliorée des points quantiques permet leur utilisation efficace dans les diagnostics médicaux. Ils ont un effet plus long et meilleur que les agents de contraste, les colorants et autres indicateurs courants. Les propriétés mentionnées ci-dessus permettent l’utilisation de ces nanoparticules dans des traitements anticancéreux complexes. Des recherches sont également en cours sur leur potentiel antibactérien. Les points quantiques sont également utilisés pour émettre de la lumière à partir d’écrans de télévision avec une grande précision d’image, ainsi que de lampes LED. Ils sont également utilisés dans les appareils photovoltaïques et de nombreux autres équipements. Selon les scientifiques, les points quantiques sont l’avenir de l’« électronique flexible », des capteurs de petite taille et de la cryptographie quantique en évolution.

Le prix Nobel de chimie en 2022

En 2022, l’Académie royale des sciences de Suède a décidé de décerner le prix Nobel de chimie à trois personnes. Cette année, les lauréats de ce prestigieux prix sont Carolyn R. Bertozzi, Morten Meldal et K. Barry Sharpless. Ils ont été récompensés pour « le développement de la chimie click et de la chimie bioorthogonale ». Karl Barry Sharpless et Morten Meldal ont particulièrement contribué au développement de la forme fonctionnelle de la chimie click. Le comité a souligné le caractère unique de cette méthode, qui permet de réaliser des réactions rapides et simples sans sous-produits. Il convient également de souligner que Karl Barry Sharpless a reçu le prix Nobel pour la deuxième fois. Il avait été récompensé une première fois en 2001 pour ses recherches utilisées pour la synthèse de médicaments cardiaques, les soi-disant bêta-bloquants. Carolyn Ruth Bertozzi est à l’origine de l’extension du dictionnaire scientifique par le terme « chimie bioorthogonale ». Il a été utilisé pour la première fois en 2003 et depuis lors, le domaine s’est efficacement développé, améliorant nos connaissances sur les processus qui se déroulent dans les cellules vivantes. La « chimie du clic » est comparable à la construction de structures en blocs LEGO. En utilisant des fragments spécifiques de molécules, nous pouvons les assembler pour former des composés très complexes et diversifiés. La combinaison de « blocs chimiques » relativement simples permet une diversité de molécules pratiquement infinie. La chimie bioorthogonale permet de surveiller les processus chimiques qui se produisent dans les cellules vivantes sans les endommager. Cela donne la possibilité d’étudier les maladies présentes à l’intérieur des cellules ou dans des organismes complexes. Les recherches menées par les lauréats du prix Nobel de cette année ont-elles des répercussions sur notre vie quotidienne ? Oui, beaucoup ! Les mécanismes qu’ils ont décrits peuvent être appliqués notamment en pharmacie et en médecine, par exemple pour rendre la production de médicaments plus efficace. Aujourd’hui, c’est très souvent compliqué et donc long et coûteux. La chimie du clic et la chimie bioorthogonale simplifieront des processus tels que la canalisation de médicaments antinéoplasiques, mais élargiront également nos connaissances et nos réalisations dans le domaine des antibiotiques, des herbicides et des tests de diagnostic. En outre, elles permettront de progresser dans la synthèse de ce que l’on appelle les matériaux intelligents, car il sera facile d’assembler des éléments individuels. La chimie bioorthogonale est aujourd’hui connue dans le monde entier et utilisée pour suivre différents processus biologiques, notamment dans le domaine de la lutte contre les tumeurs. La combinaison de ces nouvelles technologies nous permet d’en savoir plus sur les cellules et les processus biologiques. La formation de molécules complexes par liaison d’éléments individuels permettra de réduire considérablement, voire d’éliminer complètement, la formation de sous-produits.

Le prix Nobel de chimie en 2021

En 2021, le comité Nobel a pris une décision qui s’écarte des spéculations répandues selon lesquelles le prix devait être décerné aux scientifiques responsables de la création des vaccins innovants à ARN. Ce prix Nobel de chimie 2021 a été décerné à Benjamin List et David MacMillan. Ils ont reçu cette distinction pour avoir développé la catalyse organique asymétrique. Certains qualifient ouvertement cet outil de construction de molécules chimiques d’œuvre de génie. De plus, leur méthode a contribué au développement ultérieur de la « chimie verte » , qui s’efforce de maintenir l’harmonie avec l’environnement naturel. La construction de molécules n’est pas un métier facile. Les lauréats 2021 ont créé un outil précis pour la construction moléculaire, ou organocatalyse. De nombreux domaines de recherche et industries dépendent de la capacité des chimistes à construire des molécules capables de former des matériaux élastiques et durables, de stocker de l’énergie dans des batteries ou d’inhiber la croissance de maladies. Ce travail nécessite des catalyseurs, qui sont des substances qui contrôlent et accélèrent les réactions chimiques. En même temps, ils ne font pas partie du produit final. Les catalyseurs sont donc des outils essentiels à la disposition des chimistes. Pendant longtemps, les scientifiques ont cru qu’il n’existait que deux types de catalyseurs : les métaux et les enzymes. Benjamin List et David MacMillan ont reçu le prix Nobel de chimie 2021 parce qu’ils ont développé en 2020 un troisième type de catalyse. Il faut noter que les deux scientifiques ont mené leurs recherches indépendamment l’un de l’autre. À la suite de leurs travaux scientifiques, ils ont créé l’organocatalyse asymétrique. L’idée repose sur de petites molécules organiques. L’un des avantages de cette méthode est certainement sa grande simplicité. Les catalyseurs organiques ont une chaîne principale stable constituée d’atomes de carbone. À cette chaîne principale peuvent être attachés des groupes chimiques plus actifs. Ces groupes contiennent souvent des éléments communs, tels que l’oxygène, l’azote, le soufre ou le phosphore. En fin de compte, ces catalyseurs sont non seulement respectueux de l’environnement, mais leurs coûts de production ne sont pas substantiels. L’intérêt croissant pour les catalyseurs organiques provient principalement de leur capacité à favoriser la catalyse asymétrique. En termes les plus généraux, lorsqu’une molécule se forme, il arrive souvent que deux molécules différentes se forment, qui sont des images miroir d’elles-mêmes. Dans l’industrie pharmaceutique en particulier, les chimistes souhaitent produire une seule de ces formes car, dans de nombreux cas, l’une de ces structures a un effet thérapeutique, tandis que l’autre est hautement toxique. Le développement de la catalyse organique asymétrique contribuera grandement à résoudre ce problème.

Le prix Nobel de chimie en 2020

En 2020, ce prix prestigieux a été décerné à deux femmes. Les lauréates en question sont Emmanuelle Charpentier et Jennifer A. Doudna. Ces dames ont découvert l’un des outils les plus pointus du génie génétique : les ciseaux génétiques CRISPR/Cas9. Grâce à leur découverte innovante, les scientifiques disposent désormais d’un outil permettant de modifier l’ADN des animaux, des plantes et des micro-organismes avec une précision exceptionnelle. Cette technologie a révolutionné les sciences naturelles, contribué à l’émergence de nouvelles thérapies anticancéreuses et a rapproché le rêve de traiter les maladies héréditaires. Si les scientifiques veulent découvrir quelque chose sur le fonctionnement interne de la vie, ils doivent modifier les gènes des cellules. Auparavant, c’était une tâche extrêmement laborieuse et chronophage. Parfois, c’était tout simplement impossible à réaliser. Avec les ciseaux génétiques CRISPR/Cas9, on peut changer le code de la vie en quelques semaines. Fait intéressant, la découverte de ces ciseaux génétiques était inattendue. En étudiant l’une des bactéries les plus meurtrières de l’humanité – Streptococcus pyogenes , Emmanuelle Charpentier a découvert une molécule jusqu’alors inconnue – le tracrRNA, qui fait partie du système immunitaire des bactéries CRISPR/Cas, qui détruit les virus en divisant leur ADN. Charpentier a publié sa découverte en 2011 et a commencé quelques mois plus tard sa collaboration avec Jennifer Doudna, une biochimiste expérimentée possédant une grande connaissance de l’ARN. Ensemble, elles ont créé les ciseaux génétiques bactériens et simplifié les composants moléculaires des ciseaux pour qu’ils soient aussi simples à utiliser que possible. Les lauréats du prix Nobel de chimie ont prouvé qu’il était possible de contrôler les ciseaux génétiques pour qu’ils coupent n’importe quelle molécule d’ADN choisie à un endroit précis. Ils y sont parvenus en reprogrammant les ciseaux génétiques d’origine. Charpentier et Doudna ont démontré qu’il est facile de réécrire le code de la vie à l’endroit où l’ADN est coupé. Depuis qu’ils y sont parvenus, l’utilisation de CRISPR/Cas9 a explosé. L’outil qu’ils ont développé a contribué à de très nombreuses découvertes. Les scientifiques spécialisés dans les plantes parviennent à créer des cultures résistantes aux moisissures, aux ravageurs ou à la sécheresse. En médecine, des recherches sont en cours sur de nouveaux traitements contre le cancer. Il y a de grandes chances que le traitement des maladies héréditaires ne soit plus un problème. Ces ciseaux génétiques ont sans aucun doute marqué le début d’une nouvelle ère dans les sciences naturelles. La découverte de ces lauréats du prix Nobel de chimie va apporter de grands bénéfices à l’humanité.