Kemi Nobel for at bruge evolution til at skabe nye proteiner

Tre forskere vandt onsdag Nobelprisen i kemi for at bruge en hurtigere version af evolution til at skabe nye proteiner, der har ført til et bedst sælgende lægemiddel og andre produkter.

Det kongelige svenske videnskabsakademi sagde, at deres arbejde har ført til udvikling af medicin, biobrændstoffer og en reduceret miljøpåvirkning fra nogle industrielle processer.

Frances Arnold fra California Institute of Technology i Pasadena blev tildelt halvdelen af ​​prisen på 9 millioner kroner ($ 1,01 millioner), mens den anden halvdel blev delt af George Smith fra University of Missouri og Gregory Winter fra MRC molekylærbiologisk laboratorium i Cambridge, England. Arnold er kun den femte kvinde, der vandt en kemi -nobel siden priserne begyndte i 1901.

Vinderne "har taget kontrol over evolutionen og brugt den til formål, der giver den største fordel for menneskeheden, "sagde Nobeludvalget.

I naturen, udviklingen forløber langsomt, da tilfældige genetiske mutationer genererer variation i organismer og proteiner, og de versioner, der fungerer bedst i deres miljø, vedvarer til kommende generationer. Undersøgelsen, der blev hædret onsdag, efterlignede denne proces ved at inducere mutationer i proteiner og vælge dem, der bedst opfyldte forskningens mål.

Smith, 77, og vinter, 67, arbejdet med vira kaldet fager, der inficerer bakterier. Smith viste i 1985, at indsættelse af DNA i disse vira ville få dem til at vise proteiner, der er knyttet til det DNA på deres overflader. Det var en måde at finde et ukendt gen for et kendt protein.

Winter tilpassede tilgangen til at skabe nyttige antistoffer, proteiner, der retter sig mod og griber fat i sygdomsrelaterede mål. Winter introducerede mutationer for at gøre antistoffer gradvist bedre til at binde sig til deres mål. I 1994, for eksempel, han udviklede antistoffer, der griber fat i kræftceller.

Det første lægemiddel baseret på Winter's arbejde, AbbVies adalimumab, blev godkendt til salg i 2002. Det bruges til at behandle immunsystemforstyrrelser, herunder leddegigt, psoriasis og inflammatoriske tarmsygdomme, sagde akademiet.

Sælges som Humira i USA og under andre mærkenavne andre steder, det bragte AbbVie $ 18,4 milliarder i omsætning sidste år, delvis på grund af prisen:omkring $ 5, 000 om måneden uden forsikringsdækning i USA

Andre antistoffer produceret ved denne tilgang bekæmper kræft, neutralisere miltbrandstoksinet og bremse lupus, sagde det svenske akademi.

Dr. Wayne Marasco fra Dana-Farber Cancer Institute i Boston sagde, at laboratorieteknikken udviklet af Smith og Winter var "revolutionær ... og den bruges i dag, hver dag."

Arnold, 62, søgte måder at lave forbedrede enzymer på, som er proteiner, der tilskynder til at kemiske reaktioner opstår. I 1993, hun viste kraften i "rettet evolution" til at gøre det.

Først skabte hun tilfældige mutationer i DNA, der lader celler producere et enzym. Derefter smed hun disse muterede gener ind i bakterier, som pumpede tusinder af forskellige varianter af enzymet ud.

En variant gjorde et særligt godt stykke arbejde ved en bestemt opgave, så hun lavede en ny runde mutationer i denne variant. Det gav en anden variant, der fungerede bedre. Da hun lavede mutante versioner af den variant, hun fik en endnu bedre version. Den indeholdt en kombination af 10 mutationer, som ingen kunne have forudsagt ville fungere så godt, sagde det svenske akademi.

Teknikker til styret evolution er forbedret siden da, og Arnold har været i spidsen, sagde akademiet. Hendes skræddersyede enzymer er blevet vigtige for fremstilling af medicin og andre værdifulde stoffer som vedvarende brændstoffer.

"Hendes arbejde er utroligt, "Matt Hartings, lektor i kemi ved American University, fortalte Associated Press.

Arnold, nået telefonisk i en lufthavn i Dallas, fortalte AP, "Jeg forudsiger, at vi kommer til at se mange flere Nobel -kemipriser til kvinder."

Hun fandt ud af, at hun havde vundet, da hun "uden at blive vækket" klokken 16 på sit hotelværelse i Dallas.

"Telefonen ringede, og jeg var sikker på, at det var et af mine børn eller en nødsituation, men det var det ikke. Først blev jeg bedøvet, som om nogen slog mig over hovedet med noget, og så begyndte jeg at vågne op, " hun sagde.

Smith krediterede andre for det arbejde, der førte til hans gennembrud.

"Meget få forskningsgennembrud er nye. Næsten alle bygger på det, der foregik før. Det er tilfældigt. Det var bestemt tilfældet med mit arbejde, "sagde han til AP.

Af telefonopkaldet før daggry fra Stockholm, der informerede ham om sin sejr, Smith sagde:"Det er en standard vittighed, som en med svensk accent ringer til og siger 'Du vandt!' Men der var så meget statisk på linjen, Jeg vidste, at det ikke var nogen af ​​mine venner. "

Winter sagde, at et møde med en kræftpatient tidligt i sin karriere fik ham til at indse vigtigheden af ​​sit arbejde.

Kvinden modtog sin dengang eksperimentelle antistofbehandling. Selvom Winter ikke vidste, om det ville fungere, patienten var taknemmelig for den ekstra tid, behandlingen ville give hende til at tilbringe med sin mand.

Winter siger, at han bagefter indså, at der var en "moralsk nødvendighed" for at sikre, "hvad der blev produceret, kunne bruges til offentlig fordel."

I andre nobelpriser i år, medicinprisen gik mandag til James Allison fra University of Texas MD Anderson Cancer Center og Tasuku Honjo fra Kyoto University, der udviklede en tilgang til at frigøre immunsystemet på kræft, hjælpe læger med at bekæmpe mange kræfttumorer på et avanceret stadium.

Forskere fra USA, Canada og Frankrig delte fysikprisen tirsdag for at revolutionere brugen af ​​lasere til forskning.

Arthur Ashkin blev den ældste nobelprismodtager 96, mens Donna Strickland fra University of Waterloo i Canada kun blev den tredje kvinde, der vandt en fysik Nobel. Strickland havde arbejdet med den tredje vinder, Franskmanden Gerard Mourou fra Ecole Polytechnique og University of Michigan.

Vinderen af ​​Nobels fredspris offentliggøres fredag, og Nobel Memorial Prize in Economic Sciences afsløres på mandag.

Ingen nobel litteraturpris vil blive uddelt i år på grund af en skandale om sexmisbrug på det svenske akademi, som kårer vinderen. Akademiet planlægger at offentliggøre både 2018 og 2019 -vinderen næste år - selvom chefen for Nobelfonden har sagt, at kroppen først skal reparere sit forfaldne ry.

Manden i centrum for Swedish Academy -skandalen, Jean-Claude Arnault, blev mandag idømt to års fængsel for voldtægt.

© 2018 Associated Press. Alle rettigheder forbeholdes.