جایزه نوبل شیمی ۲۰۲۶ به هانری کاگان و کنسو سوای اعطا شد

آکادمی سلطنتی علوم سوئد روز چهارشنبه، ۷ اکتبر ۲۰۲۶، برندگان معتبرترین جایزه علمی جهان در حوزه شیمی را به صورت رسمی معرفی کرد. این جایزه ارزشمند به طور مشترک به هانری کاگان، شیمیدان برجسته فرانسوی، و کنسو سوای، محقق سرشناس از ژاپن تعلق گرفت. آکادمی دلیل این انتخاب را دستاوردهای بنیادین و تحول‌آفرین آن‌ها در زمینه سنتز آلی نامتقارن عنوان کرده است.[1]

این دو دانشمند با دهه‌ها تلاش مستمر توانسته‌اند پاسخی قطعی و قانع‌کننده برای یکی از قدیمی‌ترین معماهای علم شیمی پیدا کنند. معمای مذکور به پدیده‌ای پیچیده به نام «دست‌سانی» یا کایرالیته مربوط می‌شود که نشان می‌دهد چرا حیات در کره زمین تنها از یک نسخه خاص از مولکول‌ها استفاده می‌کند. کشف آن‌ها راه را برای کنترل دقیق و بی‌سابقه واکنش‌های شیمیایی هموار کرده است.[2]

هاینر لینکه، رئیس کمیته نوبل شیمی، در مراسم پرشور اعلام این جایزه در استکهلم بر اهمیت تاریخی این دستاورد تاکید کرد. او در جمع خبرنگاران اظهار داشت: «هانری کاگان و کنسو سوای راه‌حلی برای یک معمای شیمیایی ارائه داده‌اند که بیش از یک قرن قدمت دارد؛ اینکه چگونه هم‌دست‌سانی می‌تواند به طور کاملاً خودبه‌خودی در طبیعت پدیدار شود.»[1][3]

برای درک بهتر این پدیده علمی، باید به ساختار فیزیکی دست‌های انسان توجه کرد که تصویر آینه‌ای یکدیگرند اما هرگز به طور کامل بر هم منطبق نمی‌شوند. بسیاری از مولکول‌های آلی حیاتی، از جمله اسیدهای آمینه و قندها، دقیقاً چنین ویژگی شگفت‌انگیزی دارند. آن‌ها در دو نسخه کاملاً مشابه اما آینه‌ای وجود دارند که در اصطلاح تخصصی علم شیمی به آن‌ها انانتیومر می‌گویند.

معمای مولکول‌های آینه‌ای در طبیعت

با وجود اینکه قوانین پایه شیمی معمولاً هیچ تفاوتی بین این دو نسخه قائل نمی‌شوند و هر دو را یکسان می‌بینند، طبیعت رفتار کاملاً متفاوتی از خود نشان می‌دهد. موجودات زنده و ساختارهای پیچیده زیستی تقریباً به طور انحصاری تنها از یک نسخه از این مولکول‌های آینه‌ای استفاده می‌کنند. به عنوان مثال، تمامی پروتئین‌های موجود در بدن انسان تنها از اسیدهای آمینه چپ‌دست ساخته شده‌اند.[3]

برای دهه‌های متمادی، شیمیدانان در آزمایشگاه‌های تحقیقاتی خود با یک مشکل بزرگ و ناامیدکننده مواجه بودند. هرگاه آن‌ها سعی می‌کردند این مولکول‌های پیچیده را به صورت مصنوعی و از طریق واکنش‌های استاندارد تولید کنند، همیشه مخلوطی دقیقاً مساوی از هر دو نسخه راست‌دست و چپ‌دست به دست می‌آمد. جداسازی این دو نسخه از یکدیگر فرآیندی بسیار دشوار، زمان‌بر و پرهزینه بود.[3]

این ناتوانی در کنترل دقیق واکنش‌ها، به ویژه در صنعت حساس داروسازی، پیامدهای خطرناک و گاه مرگباری به همراه داشت. در بسیاری از داروهای تجاری، تنها یکی از نسخه‌های آینه‌ای دارای اثرات درمانی مطلوب و نجات‌بخش است. نسخه دیگر نه تنها در درمان بیماری بی‌اثر است، بلکه می‌تواند عوارض جانبی بسیار مخرب و سمی برای بیماران ایجاد کند.

دکتر فیلیپ برادویت از انجمن سلطنتی شیمی بریتانیا، اهمیت حیاتی این موضوع را به روشنی توضیح می‌دهد. او در مصاحبه‌ای می‌گوید: «به طرز شگفت‌انگیزی، مولکول‌هایی که صرفاً تصویر آینه‌ای یکدیگرند می‌توانند اثرات کاملاً متفاوتی بر سیستم‌های بیولوژیکی مانند بدن ما داشته باشند. این جایزه از درک عمیق چگونگی کنترل تولید این مولکول‌ها تقدیر می‌کند.»[2]

پیشرفت تاریخی در کنترل واکنش‌ها

نخستین گام سرنوشت‌ساز و ساختارشکن برای حل این بحران علمی در سال ۱۹۸۶ توسط هانری کاگان برداشته شد. این شیمیدان برجسته فرانسوی روشی کاملاً جدید و مبتکرانه برای دستکاری و هدایت واکنش‌های شیمیایی کشف کرد. او با انجام آزمایش‌های دقیق نشان داد که می‌توان با استفاده از اثرات غیرخطی، یک نسخه از مولکول آینه‌ای را به مقدار بسیار بیشتری نسبت به دیگری تولید کرد.[1]

تا پیش از کشف شگفت‌انگیز کاگان، اکثر محققان و نظریه‌پردازان تصور می‌کردند که ایجاد چنین عدم تقارن شدیدی در یک واکنش شیمیایی استاندارد عملاً غیرممکن است. دستاورد او که اکنون به عنوان یک پیشرفت تاریخی در شیمی آلی شناخته می‌شود، ابزارهای تحلیلی جدیدی را در اختیار دانشمندان قرار داد. این کشف به سرعت به استانداردی طلایی در طراحی واکنش‌های دارویی تبدیل شد.[1]

کنسو سوای، شیمیدان خلاق ژاپنی، چند سال بعد این مسیر تحقیقاتی را با یک دستاورد خیره‌کننده دیگر ادامه داد و به اوج رساند. او در سال ۱۹۹۵ مقاله‌ای کلیدی منتشر کرد که در آن ایده جسورانه یک واکنش شیمیایی با پتانسیل تولید انحصاری یک نسخه را مطرح کرده بود. سوای پس از سال‌ها تلاش، سرانجام در سال ۲۰۰۳ موفق شد این ایده را در آزمایشگاه عملی کند.[1]

واکنش ابداعی سوای اولین واکنش شیمیایی در تاریخ علم بود که در آن تنها یکی از تصاویر آینه‌ای ممکن به طور کامل شکل می‌گرفت. این فرآیند پیچیده که از طریق مکانیسم خودکاتالیزگری عمل می‌کند، توسط کمیته نوبل به عنوان یکی از تماشایی‌ترین آزمایش‌های شیمیایی توصیف شده است. به جز خود فرآیند حیات، هیچ‌کس تا آن زمان نتوانسته بود به چنین موفقیت خالصی دست یابد.[1]

واکنش برندگان و ارزش جایزه

کنسو سوای که اکنون ۷۶ سال دارد، پس از شنیدن این خبر در تماسی تلفنی از دفتر کارش در هیروشیما شگفتی و خوشحالی خود را ابراز کرد. او با صدایی پر از احساس گفت: «من از دریافت این خبر بسیار هیجان‌زده هستم؛ این بی‌شک یکی از هیجان‌انگیزترین روزهای زندگی من است. بسیار خوشحالم که این جایزه معتبر را با پروفسور کاگان به اشتراک می‌گذارم.»[1]

هانری کاگان ۹۵ ساله، که در حال حاضر به عنوان استاد ممتاز در دانشگاه معتبر پاریس-ساکلی در فرانسه فعالیت می‌کند، یکی از مسن‌ترین و باسابقه‌ترین برندگان تاریخ این جایزه محسوب می‌شود. این دو دانشمند برجسته، جایزه نقدی ۱۲ میلیون کرون سوئد، معادل تقریبی ۹۰۰ هزار پوند، را به پاس دهه‌ها تلاش علمی به طور مساوی بین خود تقسیم خواهند کرد.[2]

پروفسور رابرت موکایا، رئیس انجمن سلطنتی شیمی، نیز با انتشار بیانیه‌ای به ستایش از دستاوردهای این دو دانشمند پرداخت. او تاکید کرد که کار بی‌نظیر آن‌ها بار دیگر نشان می‌دهد که علم شیمی چگونه می‌تواند در حل بزرگترین چالش‌های جهانی تفاوت ایجاد کند. به گفته او، پیشرفت در سنتز آلی نامتقارن نمونه‌ای بارز از قدرت بی‌بدیل شیمی بنیادین است.[2]

امروزه، اثرات غیرخطی که کاگان برای اولین بار کشف کرد به ابزاری روزمره و حیاتی برای شیمیدانان در سراسر جهان تبدیل شده است. این پدیده اطلاعات بسیار دقیقی درباره نحوه وقوع واکنش‌ها در سطح مولکولی ارائه می‌دهد. دانشمندان با استفاده از این اطلاعات ارزشمند می‌توانند فرآیندهای صنعتی پیچیده را برای به دست آوردن خالص‌ترین محصولات ممکن بهینه‌سازی کنند.[1]

پیامدهای گسترده برای آینده علم

کاربردهای عملی این کشف بسیار فراتر از تولید داروهای ایمن‌تر رفته و صنایع متعددی را متحول کرده است. صنایع تولید طعم‌دهنده‌های غذایی، عطرسازی مدرن و توسعه مواد پیشرفته نیز به شدت به این واکنش‌های نامتقارن متکی هستند. توانایی انتخاب دقیق یک نسخه از مولکول، به مهندسان شیمی اجازه می‌دهد تا خواص فیزیکی محصولات را با دقت بی‌سابقه‌ای تنظیم کنند.[1]

علاوه بر کاربردهای گسترده صنعتی، این کشف شور و شوق جدیدی را در میان محققانی که به دنبال درک منشأ حیات هستند، ایجاد کرده است. واکنش سوای، اگرچه یک فرآیند کاملاً مصنوعی است، اما مدلی بی‌نظیر از چگونگی غلبه یک نسخه مولکولی بر نسخه دیگر ارائه می‌دهد. این مدل ریاضی و شیمیایی می‌تواند رازهای سربه‌مهر پیدایش حیات در اقیانوس‌های زمین اولیه را فاش کند.[1]

در حال حاضر، ده‌ها گروه تحقیقاتی در دانشگاه‌های سراسر جهان در تلاشند تا دستاورد شگرف سوای را برای مولکول‌های زیستی تکرار کنند. هدف نهایی آن‌ها طراحی واکنش‌های مشابهی است که بتوانند اسیدهای آمینه و قندهای هم‌دست‌سان را به صورت خودکار تولید کنند. موفقیت در این زمینه می‌تواند درک ما را از بیوشیمی تکاملی و شکل‌گیری سلول‌های اولیه به طور کامل دگرگون سازد.[1]

اعطای جایزه نوبل شیمی ۲۰۲۶ به کاگان و سوای، تاییدی محکم بر اهمیت پایداری و نوآوری در تحقیقات علمی پایه است. آن‌ها با حل معمایی که بیش از صد سال ذهن درخشان‌ترین دانشمندان جهان را به خود مشغول کرده بود، مرزهای دانش بشری را به شکل چشمگیری گسترش دادند. میراث علمی آن‌ها تا دهه‌ها در آزمایشگاه‌ها، دانشگاه‌ها و داروخانه‌های سراسر جهان باقی خواهد ماند.[1][3]