Årets nobelpris i kjemi ble tildelt tre forskere hvis banebrytende arbeid med proteiner, med et komitémedlemmer ord, "anvendte Darwins prinsipper i prøverøret."
Relatert innhold
- Nobelene overser notorisk kvinnefysikere. Donna Stricklands vinner setter forskjeller i søkelyset
- To forskere tjener Nobel for å oppdage en ny søyle i kreftterapi
Frances H. Arnold fra California Institute of Technology - bare den femte kvinnelige nobelprisvinneren i kjemiprisens 117-årige historie - ble anerkjent for å gjennomføre den første rettede utviklingen av enzymer, eller katalysatorer som muliggjør produksjon av kjemiske stoffer, for eksempel miljøvennlig -vennlige legemidler og biodrivstoff. George P. Smith fra University of Missouri og Sir Gregory P. Winter fra MRC Laboratory of Molecular Biology i Cambridge ble samlet hedret for deres bidrag til fagvisningsmetoden, som kan brukes til å utvikle nye proteiner og produsere kraftige legemidler.
Arnold vil ta med seg halvparten av de cirka 1, 01 millioner premiepengene, mens Smith og Winter vil dele de resterende midlene.
I følge en uttalelse utgitt av Royal Swedish Academy of Sciences, som er ansvarlig for å nominere og velge ut nobelprisvinnere i fysikk og kjemi, har de tre honoreene “blitt inspirert av evolusjonens kraft og brukt de samme prinsippene - genetisk endring og seleksjon —For å utvikle proteiner som løser menneskehetens kjemiske problemer. ”
Frances Arnold, tildelt #NobelPrize 2018, gjennomførte den første rettede evolusjonen av enzymer, som er proteiner som katalyserer kjemiske reaksjoner. Enzymer produsert gjennom rettet evolusjon brukes til å produsere alt fra biodrivstoff til pic.twitter.com/TGRxgjEHzv
- Nobelprisen (@NobelPrize) 3. oktober 2018
The Guardians Nicola Davis rapporterer at Arnolds rettede utvikling av enzymer (proteiner som katalyserer, eller akselererer, kjemiske reaksjoner) i hovedsak koker ned til introduksjon av genetiske mutasjoner som gjør at enzymer kan utføre mer effektivt eller på måter som de normalt ikke ville gjort.
Denne prosessen er inspirert av evolusjon: Som Charles Darwin teoretisert, har organismer med fordelaktige egenskaper en tendens til å ha flere avkom og til slutt utløse naturlig seleksjon, noe som favoriserer de som er utstyrt for overlevelse og reproduksjon fremfor de som er mindre egnet til miljøet. I Arnolds eksperimenter tilsvarer disse fordelaktige egenskapene muterte enzymer som utviser høye effektivitetsnivåer og kan erstatte sterke løsningsmidler, tungmetaller og etsende syrer i produksjonen av farmasøytiske stoffer, plast og andre kjemikalier.
Arnolds arbeid har plassert henne i spissen for enzymforskning. Royal Swedish Academy bemerker at katalysatorene produsert i laboratoriet hennes kan produsere materialer som ennå ikke eksisterer i naturen, fremskynde kjemiske reaksjoner, produsere færre biprodukter og i visse tilfeller erstatte tungmetallene som vanligvis brukes i tradisjonell kjemi. For øyeblikket er hennes hovedfokus produksjon av fornybar energi, med et langsiktig mål om å skape miljøvennlig drivstoff som vil revolusjonere transportsektoren.
"For 25 år siden ble [denne teknologien] betraktet som den galne fronten, " forklarte Arnold i et intervju fra 2014 som markerte sin introduksjon til National Inventors Hall of Fame. “Forskere gjorde ikke det. Herrer gjorde ikke det. Men siden jeg er ingeniør og ikke herre, hadde jeg ikke noe problem med det. ”
Da bare den femte kvinnen av mer enn 178 utmerkelser for å motta kjemiprisen, er Arnolds seier betydelig. Bare 3 prosent av naturfagprisene er tildelt kvinner i vitenskap, rapporterte Erin Ross for Axios i fjor. Kvinnelige forskere har historisk blitt snuffet av Nobelkomiteen. Den tredje kvinnen som noensinne mottok fysikkprisen ble delt ut i går.
2018 #NobelPrize-prisvinneren George Smith utviklet en metode kjent som fagvisning, der en bakteriofag - et virus som infiserer bakterier - kan brukes til å utvikle nye proteiner. pic.twitter.com/roX8uOFICe
- Nobelprisen (@NobelPrize) 3. oktober 2018
Årets andre honorees - Smith og Winter - har begge gitt betydelige bidrag til fagvisningsmetoden, som finner et bakterieinfiserende virus kjent som en bakteriofag brukt i utviklingen av nye proteiner. Smith utviklet prosessen i 1985, og Winter bygde på sin forskning for å utføre den rettede utviklingen av antistoffer og deretter produksjon av nye legemidler.
Ifølge en uttalelse fra Royal Swedish Academy, visste Smith at det var mulig å manipulere en fages (virus som infiserer bakterier) genetisk materiale og endre molekylene som belegger overflaten, så han bestemte seg for å bruke viruset som et middel til å identifisere et ukjent gen for en kjent protein, og omvendt. Som The Guardians Davis forklarer, når Smith hadde satt inn et spesifikt gen i en fag, kunne han identifisere proteinet som dukket opp på overflaten og få en bedre forståelse av forholdet mellom visse gener og proteiner.
Sir Gregory Winter, tildelt #NobelPrize in Chemistry, har brukt fagvisning for å produsere nye legemidler. I dag har fagvisningen produsert antistoffer som kan nøytralisere giftstoffer, motvirke autoimmune sykdommer og kurere metastatisk kreft. pic.twitter.com/p5fOfo0DwJ
- Nobelprisen (@NobelPrize) 3. oktober 2018
Vinters forskning er avhengig av fasevisning for rettet utvikling av antistoffer, eller Y-formede proteiner som fester seg til smittsomme virus og bakterier og lar immunceller vite at de trenger å avverge en forsøk på invasjon. I løpet av 1990-årene bestemte han og kollegene seg for å designe legemidler som fungerte som antistoffer for å blokkere spesifikke plager, og i 2002 hadde de laget et antistoffinspirert legemiddel som ble offisielt godkjent for behandling av revmatoid artritt. I dag kan fagvisning av antistoffer brukes til å behandle sykdommer så varierte som metastatisk kreft, inflammatoriske tarmsykdommer og miltbrannforgiftning.
"Stort sett hver nobelprisvinner forstår at det han får prisen for er bygget på mange presedenser, et stort antall ideer og forskning som han utnytter fordi han er på rett sted til rett tid, " sa Smith en tidlig morgen intervju med Associated Press.
Han konkluderer, “Svært få gjennombrudd av forskningen er nye. Praktisk talt alle bygger på det som foregikk før. Det er tilfeldigheter. Det var absolutt tilfelle med arbeidet mitt. Mine var en idé i en forskningslinje som bygde veldig naturlig på de forskningslinjene som gikk før. ”
