Letošnja Nobelova nagrada za kemijo je bila podeljena trem raziskovalcem, katerih pionirsko delo z beljakovinami je po besedah enega člana odbora "uporabilo načela Darwina v epruveti."
Sorodne vsebine
- Nobelovci notorno spregledajo ženske fizike. Zmaga Donne Strickland pokaže to neskladje v središču pozornosti
- Dva znanstvenika zaslužita Nobelovo za odkrivanje novega stebra v terapiji raka
Frances H. Arnold s kalifornijskega tehnološkega inštituta - šele peta ženska Nobelovega nagrajenca v 117-letni zgodovini nagrade za kemijo - je bila priznana za izvajanje prve usmerjene evolucije encimov ali katalizatorjev, ki omogočajo proizvodnjo kemičnih snovi, kot je okoljska prijazna zdravila in biogoriva. George P. Smith z univerze v Missouriju in sir Gregory P. Winter iz laboratorija za molekularno biologijo MRC v Cambridgeu sta bila skupaj počaščena za prispevek k metodi prikazovanja fagov, ki jo lahko uporabimo za razvijanje novih beljakovin in proizvodnjo močnih zdravil.
Arnold bo domov odnesel polovico približno 1, 01 milijona dolarjev nagrade, Smith in Winter pa bosta razdelila preostala sredstva.
Glede na izjavo, ki jo je objavila Kraljevska švedska akademija znanosti, ki je odgovorna za nominacijo in izbiro Nobelov nagrajenec za fiziko in kemijo, so bili trije nagrajenci »navdihnjeni s pomočjo evolucije in uporabili enaka načela - genetsko spremembo in selekcijo - za razvoj beljakovin, ki rešujejo človeške kemične težave. "
Frances Arnold, nagrajen leta 2018 #NobelPrize, je izvedel prvo usmerjeno evolucijo encimov, ki so beljakovine, ki katalizirajo kemične reakcije. Encimi, ki nastanejo z usmerjeno evolucijo, se uporabljajo za proizvodnjo vsega, od biogoriv do pic.twitter.com/TGRxgjEHzv
- Nobelova nagrada (@NobelPrize) 3. oktobra 2018
Guardian 's Nicola Davis poroča, da se Arnoldova usmerjena evolucija encimov (beljakovin, ki katalizirajo ali pospešujejo kemijske reakcije) v bistvu spušča do uvedbe genetskih mutacij, ki encimom omogočajo učinkovitejše delovanje ali na načine, ki jih običajno ne bi.
Ta proces je navdihnjen z evolucijo: Kot je teoretiral Charles Darwin, imajo organizmi s prednostnimi lastnostmi navadno več potomcev in sčasoma sprožijo naravno selekcijo, kar daje prednost tistim, ki so sposobni preživeti in razmnoževati, kot tistim, ki manj ustrezajo njihovemu okolju. V Arnoldovih poskusih so te ugodne lastnosti enake mutiranim encimom, ki imajo visoko stopnjo učinkovitosti in lahko nadomestijo močna topila, težke kovine in jedke kisline pri proizvodnji farmacevtskih izdelkov, plastike in drugih kemikalij.
Arnoldovo delo jo je postavilo v ospredje pri raziskovanju encimov. Kraljevska švedska akademija ugotavlja, da lahko katalizatorji, proizvedeni v njenem laboratoriju, proizvedejo materiale, ki v naravi še ne obstajajo, pospešijo kemične reakcije, proizvedejo manj stranskih produktov in v nekaterih primerih nadomestijo težke kovine, ki se običajno uporabljajo v tradicionalni kemiji. Trenutno je njeno glavno področje proizvodnje obnovljiva energija z dolgoročnim ciljem ustvariti okolju prijazno gorivo, ki bo spremenilo prometni sektor.
"Pred petindvajsetimi leti je [ta tehnologija] veljala za noro obrobje, " je Arnold razložil v intervjuju leta 2014, s katerim je označil njeno vpetost v dvorano slavnih National Inventors Hall of Fame. "Znanstveniki tega niso storili. Gospodje tega niso storili. Ker pa sem inženir in ne gospod, s tem nisem imel težav. "
Ker je le peta ženska od več kot 178 častnikov prejela nagrado za kemijo, je Arnoldova zmaga pomembna. Ženskam v znanosti je bilo podeljenih le tri odstotke znanstvenih nagrad, lani je za Axios poročala Erin Ross. Znanstvenike je zgodovinsko odvrgel Nobelov odbor. Tretja ženska, ki je prejela nagrado za fiziko, je bila včeraj podeljena.
2018 #NobelPrize laureat George Smith je razvil metodo, znano kot fagovni prikaz, kjer lahko bakteriofag - virus, ki okuži bakterije - uporabimo za razvijanje novih beljakovin. pic.twitter.com/roX8uOFICe
- Nobelova nagrada (@NobelPrize) 3. oktobra 2018
Tudi letošnja častnika - Smith in Winter - sta pomembno prispevala k metodi prikazovanja fagov, pri kateri je bil ugotovljen virus, ki okuži bakterije, znan kot bakteriofag, uporabljen pri evoluciji novih proteinov. Smith je postopek razvil leta 1985, Winter pa je gradil na svojih raziskavah, da je vodil usmerjeno evolucijo protiteles in posledično proizvodnjo novih zdravil.
Glede na izjavo Kraljevske švedske akademije je Smith vedel, da je mogoče manipulirati z genskim materialom faga (virus, ki okuži bakterije) in spreminjati molekule, ki pokrivajo njegovo površino, zato se je odločil, da bo virus uporabil kot sredstvo za identifikacijo neznanega gena za znani protein in obratno. Kot pojasnjuje Guardian 's Davis, ko je Smith vstavil določen gen v fag, je lahko določil protein, ki se je pojavil na njegovi površini, in dobil boljše razumevanje razmerja med določenimi geni in proteini.
Sir Gregory Winter, ki je prejel #NobelPrize v kemiji, je uporabil fago zaslon za izdelavo novih zdravil. Danes je prikaz fag ustvaril protitelesa, ki lahko nevtralizirajo toksine, preprečujejo avtoimunske bolezni in zdravijo metastatski rak. pic.twitter.com/p5fOfo0DwJ
- Nobelova nagrada (@NobelPrize) 3. oktobra 2018
Zimske raziskave temeljijo na prikazu faz za usmerjeno evolucijo protiteles ali beljakovin v obliki črke Y, ki se vežejo na kužne viruse in bakterije ter dajo imunskim celicam, da potrebujejo za preprečitev poskusa invazije. V devetdesetih letih prejšnjega stoletja sta se skupaj s sodelavci lotila oblikovanja zdravil, ki so delovala kot protitelesa, da bi preprečila specifične težave, do leta 2002 pa so ustvarili farmacevtsko navdihnjeno zdravilo, ki je bilo uradno odobreno za zdravljenje revmatoidnega artritisa. Danes se fago prikaz protiteles lahko uporablja za zdravljenje tako raznolikih bolezni, kot so metastatski rak, vnetne črevesne bolezni in zastrupitev z antraksom.
"Približno vsak nobelov nagrajenec razume, da je tisto, za kar dobiva nagrado, zgrajeno na številnih precedensih, številnih idejah in raziskavah, ki jih izkorišča, ker je na pravem mestu ob pravem času, " je rekel Smith zgodaj zjutraj intervju z Associated Press.
Zaključi: „Zelo malo raziskovalnih prebojev je novo. Skoraj vsi temeljijo na tem, kar se je dogajalo prej. To je slučajnost. To je zagotovo veljalo pri mojem delu. Moja rudnina je bila ideja v okviru raziskav, ki so zelo naravno temeljile na raziskavah, ki so bile prej. "
