Darwin i et reagensglas:Trio vinder Nobel for at udnytte evolutionen

De amerikanske videnskabsmænd Frances Arnold og George Smith og den britiske forsker Gregory Winter vandt onsdag Nobelprisen i kemi for at anvende evolutionens principper til at udvikle proteiner, der bruges i alt fra nye biobrændstoffer til verdens bedst sælgende lægemiddel.

Arnold, blot den femte kvinde til at vinde kemiens mest prestigefyldte hæder siden Marie Curie blev hædret i 1911, vandt halvdelen af ​​de ni millioner svenske kroner (ca. $1,01 millioner eller 870,- 000 euro) præmie, mens Smith og Winter delte den anden halvdel.

"2018 Nobelpristagere i kemi har taget kontrol over evolutionen og brugt den til formål, der bringer den største fordel for menneskeheden, " sagde det svenske kongelige videnskabsakademi.

Livet på Jorden eksisterer, fordi organismer i løbet af de sidste 3,7 milliarder år har tilpasset sig deres miljø, med evolution at løse komplekse kemiske problemer:fisk kan for eksempel svømme i polarhavene, fordi de har frostvæskeproteiner i blodet.

Trioen brugte evolutionens principper - genetisk ændring og selektion - til at udvikle proteiner, der nu bruges inden for en række områder, i det, der er kendt som rettet evolution.

"De har anvendt Darwins principper i reagensglas. De har brugt den molekylære forståelse, vi har af den evolutionære proces, og genskabt processen i deres laboratorier, "lederen af ​​Akademiets Nobel Kemikomité, Claes Gustafsson, fortalte journalister.

"De har været i stand til at gøre evolutionen mange 1000 gange hurtigere og omdirigere den til at skabe nye proteiner."

'Spelle ud af væggene'

Arnold, 62, som har overlevet brystkræft og er enlig mor til tre sønner, er professor i kemiteknik ved California Institute of Technology.

"Jeg hopper af væggene, men jeg prøver at lade som om jeg lyder rolig og overbevist, " fortalte hun Nobelfonden i et interview, tilføjede, at hun var "irriteret", at hun ikke kunne nå sine sønner for at give dem nyheden.

"De tager aldrig telefonen, når mor ringer."

Hendes metode til at omskrive DNA for at efterligne evolution har hjulpet med at løse problemer som at erstatte giftige kemikalier som fossile brændstoffer.

Som resultat, vedvarende ressourcer som sukkerrør omdannes til biobrændstoffer. Der udvikles mere miljøvenlige kemiske stoffer, forbedring af hverdagsprodukter såsom vaske- og opvaskemidler for at forbedre deres ydeevne i kolde temperaturer.

"Det, jeg gør, er at kopiere naturens designproces. Al denne enorme skønhed og kompleksitet i den biologiske verden kommer alt sammen gennem denne ene enkle smukke designalgoritme, " fortalte hun fonden.

"Det, jeg gør, er at bruge den algoritme til at bygge nye biologiske ting, " hun sagde.

"Naturen løser alle mulige problemer, som vi kaster efter hende, såsom hvordan man nedbryder plastikflasker, hvordan man nedbryder pesticider og herbicider og antibiotika... hun skaber nye enzymer som reaktion på det hele tiden, i realtid."

'Stor overraskelse'

I mellemtiden Smith, fra University of Missouri, og vinter, en 67-årig geningeniør ved MRC Laboratory of Molecular Biology i Cambridge, udviklet en "elegant metode" kendt som fagdisplay, hvor en bakteriofag - en virus, der inficerer bakterier - kan bruges til at udvikle nye proteiner, sagde juryen.

Lægemidler til reumatoid arthritis, psoriasis og inflammatoriske tarmsygdomme er resultatet af deres forskning, samt antistoffer, der kan neutralisere toksiner, modvirke autoimmune sygdomme og i nogle tilfælde helbrede metastatisk kræft.

Verdens mest solgte receptpligtige lægemiddel - adalimumab, som behandler leddegigt og sælges under sit handelsnavn Humira — er et resultat af deres indsats.

Alan Boyd, præsident for Storbritanniens Fakultet for Farmaceutisk Medicin, hyldede prisen.

"Brugen af ​​antistoffer har resulteret i et paradigmeskifte i den måde, vi nu behandler så mange sygdomme på, hvilket har bragt betydelige fordele for patienter over hele verden og vil fortsætte med at gøre det i de kommende år, " han sagde.

Smith fortalte fonden, at Nobelprisen var en "stor overraskelse".

"Jeg troede, det var en af ​​de mange vittigheder som 'opkald kommer fra Stockholm!' som er lidt ligesom en meme."

Men der var "så meget statisk på linjen (jeg vidste), at det måtte være ægte."

Alfred Nobel, som skabte præmierne i sit testamente, var selv kemiker, og udtænkte sine berømte priser til dels for at sone for at opfinde dynamit.

Nobelsæsonen 2018 fortsætter på fredag ​​med offentliggørelsen af ​​fredsprisen, og afslutter mandag med økonomiprisen.

For første gang siden 1949, Det Svenske Akademi har udskudt offentliggørelsen af ​​Nobels litteraturpris 2018 til næste år, midt i en #MeToo-skandale og bitter intern strid, der har forhindret den i at fungere ordentligt.

---

Det Kongelige Svenske Videnskabsakademis meddelelse:

Nobelprisen i kemi 2018

Det Kongelige Svenske Videnskabsakademi har besluttet at uddele Nobelprisen i kemi 2018

med den ene halvdel til

Frances H. Arnold , California Institute of Technology, Pasadena, USA

"for den rettede udvikling af enzymer"

og den anden halvdel i fællesskab til

George P. Smith , University of Missouri, Columbia, USA

Sir Gregory P. Winter , MRC Laboratorium for Molekylær Biologi, Cambridge, Storbritannien

"til fag-visning af peptider og antistoffer"

De udnyttede evolutionens kraft

Evolutionens kraft afsløres gennem livets mangfoldighed. 2018 Nobelpristagere i kemi har taget kontrol over evolutionen og brugt den til formål, der bringer den største fordel for menneskeheden. Enzymer produceret gennem rettet evolution bruges til at fremstille alt fra biobrændstoffer til lægemidler. Antistoffer udviklet ved hjælp af en metode kaldet fag-display kan bekæmpe autoimmune sygdomme og i nogle tilfælde helbrede metastatisk cancer. Siden livets første frø opstod for omkring 3,7 milliarder år siden, næsten alle sprækker på Jorden er fyldt med forskellige organismer. Livet har spredt sig til varme kilder, dybe oceaner og tørre ørkener, alt sammen fordi evolutionen har løst en række kemiske problemer. Livets kemiske værktøjer – proteiner – er blevet optimeret, ændret og fornyet, skabe en utrolig mangfoldighed.

Dette års nobelpristagere i kemi er blevet inspireret af evolutionens kraft og brugt de samme principper – genetisk forandring og selektion – til at udvikle proteiner, der løser menneskehedens kemiske problemer.

Den ene halvdel af dette års Nobelpris i kemi tildeles Frances H. Arnold. I 1993, hun gennemførte den første styrede udvikling af enzymer, som er proteiner, der katalyserer kemiske reaktioner. Siden da, hun har forfinet de metoder, der nu rutinemæssigt bruges til at udvikle nye katalysatorer. Anvendelsen af ​​Frances Arnolds enzymer omfatter mere miljøvenlig fremstilling af kemiske stoffer, såsom lægemidler, og produktion af vedvarende brændstoffer til en grønnere transportsektor.

Den anden halvdel af dette års Nobelpris i kemi deles af George P. Smith og Sir Gregory P. Winter. I 1985, George Smith udviklede en elegant metode kendt som fagudstilling, hvor en bakteriofag – en virus, der inficerer bakterier – kan bruges til at udvikle nye proteiner. Gregory Winter brugte fagdisplay til den rettede udvikling af antistoffer, med det formål at producere nye lægemidler. Den første baseret på denne metode, adalimumab, blev godkendt i 2002 og bruges til leddegigt, psoriasis og inflammatoriske tarmsygdomme. Siden da, fagdisplay har produceret antistoffer, der kan neutralisere toksiner, modvirke autoimmune sygdomme og helbrede metastatisk kræft.

Vi er i de tidlige dage af rettet evolutions revolution, som, på mange forskellige måder, bringer og vil bringe den største fordel for menneskeheden.

© 2018 AFP