Dette års nobelpris i kemi blev tildelt tre forskere, hvis banebrydende arbejde med proteiner, med et udvalgsmedlemmer ord, "anvendte Darwins principper i prøverøret."
Relateret indhold
- Nobelerne overser notorisk kvindefysikere. Donna Stricklands gevinst sætter det uensartet i rampelyset
- To forskere tjener Nobel for at have opdaget en ny søjle i kræftterapi
Frances H. Arnold fra Californien Institut for Teknologi - kun den femte kvindelige nobelpristagner i kemi-prisens 117-årige historie - blev anerkendt for at udføre den første direkte udvikling af enzymer, eller katalysatorer, der muliggør produktion af kemiske stoffer, såsom miljøvenligt -venlige farmaceutiske stoffer og biobrændstoffer. George P. Smith fra University of Missouri og Sir Gregory P. Winter fra MRC Laboratory of Molecular Biology i Cambridge blev samlet hædret for deres bidrag til fagvisningsmetoden, som kan bruges til at udvikle nye proteiner og producere kraftfulde lægemidler.
Arnold vil tage halvdelen af de præmiepenge på cirka 1, 01 millioner dollars hjem, mens Smith og Winter deler de resterende midler.
Ifølge en erklæring frigivet af Det Kongelige Svenske Akademi for Videnskaber, der er ansvarlig for at nominere og udvælge Nobelpristagere i fysik og kemi, er de tre honoreer “blevet inspireret af evolutions magt og anvendt de samme principper - genetisk ændring og selektion - at udvikle proteiner, der løser menneskehedens kemiske problemer. ”
Frances Arnold, tildelt #NobelPrize 2018, gennemførte den første rettede udvikling af enzymer, som er proteiner, der katalyserer kemiske reaktioner. Enzymer produceret gennem rettet udvikling bruges til at fremstille alt fra biobrændstoffer til pic.twitter.com/TGRxgjEHzv
- Nobelprisen (@NobelPrize) 3. oktober 2018
The Guardian 's Nicola Davis rapporterer, at Arnolds rettede udvikling af enzymer (proteiner, der katalyserer eller accelererer, kemiske reaktioner) i det væsentlige koger ned til introduktionen af genetiske mutationer, der tillader enzymer at udføre mere effektivt eller på måder, som de normalt ikke ville.
Denne proces er inspireret af evolution: Som Charles Darwin teoretiserede, har organismer med fordelagtige træk en tendens til at have flere afkom og til sidst udløse naturlig selektion, hvilket favoriserer dem, der er udstyret til overlevelse og reproduktion i forhold til dem, der er mindre egnet til deres miljø. I Arnolds eksperimenter svarer disse fordelagtige træk til muterede enzymer, der udviser høje niveauer af effektivitet og kan erstatte stærke opløsningsmidler, tungmetaller og ætsende syrer i produktionen af farmaceutiske stoffer, plastmaterialer og andre kemikalier.
Arnolds arbejde har placeret hende i spidsen for enzymforskning. Det Kongelige Svenske Akademi bemærker, at katalysatorerne, der er produceret i hendes laboratorium, kan producere materialer, der endnu ikke findes i naturen, fremskynde kemiske reaktioner, producere færre biprodukter og i visse tilfælde erstatte de tungmetaller, der typisk bruges i traditionel kemi. I øjeblikket er hendes vigtigste fokusområde produktion af vedvarende energi med et langsigtet mål om at skabe miljøvenligt brændstof, der vil revolutionere transportsektoren.
”For 25 år siden blev [denne teknologi] betragtet som den lunefulde kant, ” forklarede Arnold i et 2014-interview, hvor hun markerede hendes introduktion til National Inventors Hall of Fame. ”Forskere gjorde ikke det. Herrer gjorde ikke det. Men da jeg er ingeniør og ikke herre, havde jeg ikke noget problem med det. ”
Da kun den femte kvinde ud af mere end 178 æresbeviser for at modtage kemi-prisen, er Arnolds gevinst betydelig. Kun 3 procent af videnskabspriserne er blevet tildelt kvinder inden for videnskab, rapporterede Erin Ross for Axios sidste år. Kvindelige forskere er historisk blevet snubbet af Nobelkomiteen. Den tredje kvinde, der nogensinde har modtaget fysikprisen, blev tildelt i går.
2018 #NobelPrize-prisvinden George Smith udviklede en metode kendt som fagvisning, hvor en bakteriofag - en virus, der inficerer bakterier - kan bruges til at udvikle nye proteiner. pic.twitter.com/roX8uOFICe
- Nobelprisen (@NobelPrize) 3. oktober 2018
Dette års andre honorees - Smith og Winter - har begge bidraget væsentligt til fagvisningsmetoden, der finder en bakterieinficerende virus kendt som en bakteriofag anvendt i udviklingen af nye proteiner. Smith udviklede processen i 1985, og Winter byggede videre på sin forskning for at udføre den rettede udvikling af antistoffer og efterfølgende produktion af nye lægemidler.
Ifølge en erklæring fra Det Kongelige Svenske Akademi vidste Smith, at det var muligt at manipulere en fages (virus, der inficerer bakterier) genetisk materiale og ændre molekylerne, der belægger dens overflade, så han besluttede at bruge virussen som et middel til at identificere et ukendt gen til en kendt protein, og vice versa. Som The Guardians Davis forklarer, så snart Smith indsatte et specifikt gen i en fag, kunne han identificere proteinet, der opstod på dets overflade og få en bedre forståelse af forholdet mellem visse gener og proteiner.
Sir Gregory Winter, tildelt #NobelPrize in Chemistry, har brugt fagvisning til at fremstille nye lægemidler. I dag har fagvisningen produceret antistoffer, der kan neutralisere toksiner, modvirke autoimmune sygdomme og kurere metastatisk kræft. pic.twitter.com/p5fOfo0DwJ
- Nobelprisen (@NobelPrize) 3. oktober 2018
Vinters forskning er afhængig af fasevisning for den direkte udvikling af antistoffer eller Y-formede proteiner, der binder sig til infektiøse vira og bakterier og lader immunceller vide, at de er nødt til at afværge en forsøg på invasion. I løbet af 1990'erne begyndte han og hans kolleger at designe farmaceutiske stoffer, der fungerede som antistoffer for at blokere specifikke lidelser, og i 2002 havde de oprettet et antistofinspireret lægemiddel, der officielt blev godkendt til behandling af reumatoid arthritis. I dag kan fagvisning af antistoffer bruges til at behandle sygdomme, der er så forskellige som metastatisk kræft, inflammatoriske tarmsygdomme og miltbrandforgiftning.
”Næsten alle nobelprisvindere forstår, at hvad han får prisen for er bygget på mange præcedens, et stort antal ideer og forskning, som han udnytter, fordi han er på det rigtige sted til det rigtige tidspunkt, ” sagde Smith i en tidlig morgen interview med Associated Press.
Han konkluderer, ”Meget få forsknings gennembrud er nye. Næsten alle bygger på det, der foregik før. Det er tilfældet. Det var bestemt tilfældet med mit arbejde. Min var en idé i en forskningslinje, der byggede meget naturligt på de forskningslinjer, der gik før. ”
