Selle aasta Nobeli keemiapreemia pälvisid kolm teadlast, kelle teedrajav töö valkudega on ühe komisjoni liikme sõnul „kohaldanud Darwini põhimõtteid katseklaasis”.
Seotud sisu
- Nobellased jätavad kurjakuulutavalt tähelepanuta naistefüüsikud. Donna Stricklandi võit paneb selle ebavõrdsuse tähelepanu keskpunkti
- Kaks teadlast teenivad Nobeli vähiravis uue samba avastamise eest
Frances H. Arnoldit California tehnoloogiainstituudist - vaid viiendat naissoost Nobeli preemia laureaati keemiapreemia 117-aastases ajaloos - tunnustati ensüümide või katalüsaatorite esimese suunatud evolutsiooni eest, mis võimaldavad keemiliste ainete tootmist, näiteks keskkonna seisukohast. - sõbralikud ravimid ja biokütused. Missouri ülikooli George P. Smithi ja Cambridge'i MRC molekulaarbioloogia laboratooriumi sir Gregory P. Winterit austati ühiselt nende panuse eest faagi kuvamise meetodisse, mida saab kasutada uute valkude arendamiseks ja võimsate ravimite tootmiseks.
Arnold viib koju umbes 1, 01 miljoni dollari suuruse auhinnaraha, samal ajal kui Smith ja Winter jagavad ülejäänud raha.
Nobelite füüsika- ja keemiapreemia laureaatide nimetamise ja valimise eest vastutava Rootsi Kuningliku Teaduste Akadeemia avaldatud avalduse kohaselt on kolm autasustatud “inspireeritud evolutsiooni võimsusest ja kasutanud samu põhimõtteid - geneetilisi muutusi ja selektsiooni —Valkude väljatöötamiseks, mis lahendavad inimkonna keemilisi probleeme. ”
2018. aasta #NobelPrize'iga autasustatud Frances Arnold viis läbi ensüümide - suunatud valkude, mis katalüüsivad keemilisi reaktsioone - esimese suunatud evolutsiooni. Ensüüme, mis on toodetud suunatud evolutsiooni kaudu, kasutatakse kõigi tootmiseks, alates biokütustest kuni pic.twitter.com/TGRxgjEHzv
- Nobeli preemia (@NobelPrize) 3. oktoober 2018
The Guardiani Nicola Davis teatas, et Arnoldi ensüümide (valke, mis katalüüsivad või kiirendavad keemilisi reaktsioone) suunatud evolutsioon tuleneb sisuliselt geneetiliste mutatsioonide kasutuselevõtust, mis võimaldavad ensüümidel toimida tõhusamalt või viisil, mida nad tavaliselt ei teeks.
See protsess on inspireeritud evolutsioonist: nagu Charles Darwin teoreetiliselt rääkis, on soodsate omadustega organismidel tavaliselt rohkem järglasi ja nad vallandavad lõpuks loodusliku valiku, mis eelistab ellujäämiseks ja paljunemiseks vajalikke organisme nende keskkonda vähem sobivatega. Arnoldi katsetes võrdsustatakse need kasulikud omadused muteerunud ensüümidega, millel on kõrge efektiivsuse tase ja mis võivad farmaatsiatoodete, plastide ja muude kemikaalide tootmisel asendada tugevaid lahusteid, raskemetalle ja söövitavaid happeid.
Arnoldi töö on asetanud ta ensüümiuuringute esirinnas. Rootsi Kuninglik Akadeemia märgib, et tema laboris toodetud katalüsaatorid võivad toota materjale, mida looduses veel ei eksisteeri, kiirendada keemilisi reaktsioone, toota vähem kõrvalsaadusi ja teatud juhtudel asendada tavapärases keemias tavaliselt kasutatavaid raskemetalle. Praegu on tema põhitähelepanu keskmes taastuvenergia tootmine, mille pikaajaline eesmärk on luua keskkonnasõbralik kütus, mis pööraks pöörde transpordisektorisse.
“25 aastat tagasi peeti [seda tehnoloogiat] jubedaks erisoodustuseks, ” selgitas Arnold 2014. aasta intervjuus, kus ta tähistas oma sissejuhatust riiklike leiutajate kuulsuste saali. “Teadlased ei teinud seda. Härrased ei teinud seda. Kuid kuna ma olen insener ja mitte härrasmees, polnud mul sellega probleeme. ”
Kuna enam kui 178-st keemiaauhinna sai vaid viies naine, on Arnoldi võit märkimisväärne. Ainult 3 protsenti teadusauhindadest on välja antud teaduse naistele, teatas Erin Ross möödunud aastal Axios . Naisteadlasi on ajalooliselt nuhkinud Nobeli komitee. Eile määrati kolmas naine, kes kunagi füüsikaauhinna sai.
2018. aasta #NobelPrize-i laureaat George Smith töötas välja faagi displeiks tuntud meetodi, kus bakteriofaagi - viirust, mis nakatab baktereid - saab kasutada uute valkude arendamiseks. pic.twitter.com/roX8uOFICe
- Nobeli preemia (@NobelPrize) 3. oktoober 2018
Selle aasta teised autasustatud isikud - Smith ja Winter - on mõlemad andnud olulise panuse faagi kuvamise meetodisse, mille abil leitakse uute valkude evolutsioonis baktereid nakatav viirus, mida tuntakse bakteriofaagina. Smith töötas selle protsessi välja 1985. aastal ja Winter tugines oma uurimistööle, et viia läbi antikehade suunatud evolutsioon ja seejärel uute ravimite tootmine.
Rootsi Kuningliku Akadeemia avalduse kohaselt teadis Smith, et on võimalik manipuleerida faagi (viirus, mis nakatab baktereid) geneetilise materjaliga ja muuta selle pinda katvaid molekule, nii et ta otsustas kasutada viirust kui vahendit tundmatu geeni tuvastamiseks tuntud valk ja vastupidi. Nagu The Guardiani Davis selgitas, suutis Smith pärast faagi konkreetse geeni sisestamist tuvastada selle pinnale kerkinud valgu ja saada parema ülevaate teatud geenide ja valkude vahelistest suhetest.
Sir Gregory Winter, kellele omistati keemia #NobelPrize, on uute ravimite tootmiseks kasutanud faagi kuvamist. Tänapäeval on faagi ekraanil toodetud antikehad, mis võivad neutraliseerida toksiine, neutraliseerida autoimmuunhaigusi ja ravida metastaatilist vähki. pic.twitter.com/p5fOfo0DwJ
- Nobeli preemia (@NobelPrize) 3. oktoober 2018
Talve uuringud tuginevad antikehade või Y-kujuliste valkude, mis kinnituvad nakkuslike viiruste ja bakterite külge ning annavad immuunrakkudele teada, et nad peavad tungima sissetungi, faasi kuvamisele. 1990-ndatel aastatel kavandasid ta koos kolleegidega spetsiifiliste vaevuste tõkestamiseks antikehadena toimivaid ravimeid ja 2002. aastaks olid nad koostanud antikehadest inspireeritud ravimid, mis olid ametlikult heaks kiidetud reumatoidartriidi raviks. Tänapäeval saab antikehade faagi kuvamist kasutada mitmesuguste haiguste raviks nagu metastaatiline vähk, põletikulised soolehaigused ja siberi katku mürgistus.
"Peaaegu iga Nobeli preemia laureaat saab aru, et see, mille eest ta preemia saab, põhineb paljudel pretsedentidel, paljudel ideedel ja uurimistöödel, mida ta kasutab, kuna on õigel ajal õiges kohas, " ütles Smith varahommikul. intervjuu Associated Pressiga.
Ta lõpetab: “Väga vähesed läbimurded on uudsed. Praktiliselt kõik nad tuginevad sellele, mis edasi sai. See on juhus. Minu töö puhul oli see kindlasti nii. Kaevandus oli idee uurimisvaldkonnas, mis tugines väga loomulikult ka varem käinud uurimisliinidele. ”
