Kuigi koolikeemias õpitakse neid reaktsioone, mis toimuvad orgaanilistes ainetes spontaanselt erinevate funktsionaalsete rühmade vahel, on olukordi, kus on kasulikum, kui uued keemilised sidemed moodustuvad vaid väga spetsiifilistes tingimustes, mida tavaelus ei leia.

Selliseid keemilisi transformatsioone võib esile kutsuda kasutades erireagentide sobitavust (nt nn Staudingeri reaktsiooni puhul, Carolyn R. Bertozzi töö), katalüsaatoreid kasutades (vasel või roodiumi põhjal; K. Barry Sharpless-i ja Morten P. Meldal-i töö) või kasutades ultraviolett kiirgust.

Kuigi viimast varianti kasutatakse palju nano- ja materjalitehnoloogias, siis ei ole see optimaalne lahendus töötamiseks elusrakkude ja -organismidega.

Professorid K. Barry Sharpless Scripps uurimisinstituudist – kelle jaoks on tegemist juba teise Nobeli auhinnaga – ja Morten P. Meldal Kopenhaageni ülikoolist avastasid väga selektiivse meetodi erinevate keemiliste konstruktide kokkuõmblemiseks üheks liitaineks. See toimub asiidide ja alküünide vahel vase soola juuresolekul.

Keemia

Kuna selle reaktsiooni käigus reageerivad kolm lämmastikku kahe süsinikuga andes vaid ühte liitmise produkti (heterotsükli), siis seda reaktsiooni tuntakse klikk-reaktsioonina. Olles arendatud 2000-ndate alguses, siis on praeguseks tegemist väga levinud meetodiga bioloogilistes, biomeditsiinilistes ja nanotehnoloogilistes rakendustes.

Kuid professor Bertozzi valis teise tee. Esialgu tegeles ta süsivesikute bioloogiaga. 1996.a. asutas ta oma rühma UC Berkeley ülikooli juurde ja hakkas uurima võimalusi selleks, et keemilisi reaktsioone saaks kasutada just elusrakkudes (siit pärineb termin „bio-ortogonaalne keemia“).

Teatavasti on rakud üsna keerukad struktuurid ja neis leidub väga palju erinevaid keemilisi molekule, mis võivad omavahel reageerida. Esmalt näitas ta ära, et seda saab teha hüdrasoone moodustades ja veelgi selektiivsemalt, kasutades nn Staudingeri ligeerimist.

Kuid see oli alles tema uurimisrühma suuremahulise töö algus, sest utiliseerides neid uusi keemilisi tööriistasid, oli tal võimalik inimese glükobioloogiat paremini tundma õppida, mille tulemusena on loodud arvukalt biotehnoloogia ettevõtteid.

Tänaseks on nii klikk- kui bioortogonaalsest keemiast saanud rutiinne meetod keemilise bioloogia ja molekulaartehnoloogia laborites üle maailma. Kuid milliseid õppetunde jagavad omavahel USA keemikud? K. Barry Sharpless-il läks klikk-reaktsiooni leidmisega nii palju aega, et vahepeal lõppes uurimisrühma rahastus. Sellele vaatamata viis sihikindlus ta eesmärgini.

Paljud teavad, et töötamine Carolyn K. Bertozzi uurimisrühmas ei pruugi esimestel aastatel vilja kanda, kuid kui tulemused on lõpuks käes, siis neid saab rakendada erinevates valdkondades.

Professor Carolyn K. Bertozzi on ka üks Kalifornia esikeemikuid, kes oma näitel avalikult edendab LGBTQ+ inimeste kaasamist teadus- ja arendusvaldkondadesse.