Hadiah Nobel dalam Kimia tahun ini telah dianugerahkan kepada tiga penyelidik yang merintis kerja dengan protein telah, dengan kata-kata satu ahli jawatankuasa, "menggunakan prinsip-prinsip Darwin dalam tiub ujian."
Kandungan Terkait
- The Nobels Notoriously Overlook Fizik Wanita. Winna Strickland's Win meletakkan perbezaan itu ke dalam perhatian
- Dua Ahli Saintis Memperoleh Nobel untuk Menemukan Tiang Baru Terapi Kanser
Frances H. Arnold dari California Institute of Technology-hanya wanita Nobel Laureate kelima dalam sejarah 117 tahun hadiah kimia - telah diiktiraf kerana menjalankan evolusi pertama enzim yang diarahkan, atau pemangkin yang membolehkan pengeluaran bahan-bahan kimia, seperti alam sekitar farmaseutikal dan biofuel yang mesra. George P. Smith dari University of Missouri dan Sir Gregory P. Winter dari Laboratorium MRC Biologi Molekul di Cambridge telah bersama-sama dihormati kerana sumbangan mereka kepada kaedah paparan phage, yang boleh digunakan untuk mengembangkan protein baru dan menghasilkan farmaseutikal yang kuat.
Arnold akan membawa pulang separuh daripada $ 1, 1 juta wang hadiah, sementara Smith dan Winter akan memisahkan baki dana.
Menurut satu kenyataan yang dikeluarkan oleh Akademi Sains Diraja Sweden, yang bertanggungjawab untuk mencalonkan dan memilih Nobel Nobel dalam Fizik dan Kimia, ketiga-tiga penghormatan "telah diilhami oleh kuasa evolusi dan menggunakan prinsip yang sama-perubahan genetik dan pemilihan - untuk membangunkan protein yang menyelesaikan masalah kimia manusia. "
Frances Arnold, yang dianugerahkan 2018 #NobelPrize, menjalankan evolusi pertama enzim yang diarahkan, yang merupakan protein yang memangkinkan tindak balas kimia. Enzim dihasilkan melalui evolusi yang diarahkan digunakan untuk mengeluarkan segala bahan dari biofuel ke pic.twitter.com/TGRxgjEHzv
- Hadiah Nobel (@NobelPrize) 3 Oktober 2018
The Guardian 's Nicola Davis melaporkan bahawa evolusi enzim yang diarahkan oleh Arnold (protein yang memangkinkan, atau mempercepat, tindak balas kimia) pada dasarnya bermuara kepada pengenalan mutasi genetik yang membolehkan enzim melakukan dengan lebih cekap atau dengan cara yang biasanya tidak.
Proses ini diilhami oleh evolusi: Seperti yang diwarisi oleh Charles Darwin, organisma dengan ciri-ciri yang berfaedah cenderung mempunyai lebih banyak anak dan akhirnya mencetuskan pemilihan semula jadi, yang memihak kepada mereka yang dilengkapi untuk hidup dan membiak semula mereka yang kurang sesuai dengan persekitaran mereka. Dalam eksperimen Arnold, ciri-ciri yang berfaedah ini sama dengan enzim bermutasi yang menunjukkan tahap kecekapan yang tinggi dan boleh menggantikan pelarut yang kuat, logam berat dan asid menghakis dalam pengeluaran farmaseutikal, plastik dan bahan kimia lain.
Kerja Arnold telah meletakkannya di barisan hadapan penyelidikan enzim. Akademi Diraja Swedia menyatakan bahawa pemangkin yang dihasilkan di makmalnya boleh menghasilkan bahan-bahan yang masih belum wujud, mempercepat tindak balas kimia, menghasilkan kurang produk sampingan dan, dalam kes tertentu, menggantikan logam berat yang biasanya digunakan dalam kimia tradisional. Pada masa ini, tumpuan utama beliau adalah pengeluaran tenaga boleh diperbaharui, dengan matlamat jangka panjang untuk mewujudkan bahan bakar mesra alam yang akan merevolusikan sektor pengangkutan.
"Dua puluh lima tahun yang lalu, [teknologi ini] dianggap sebagai pinggir gila, " jelas Arnold dalam wawancara 2014 yang menandakan induksinya ke Hall of Fame Inventors Nasional. "Para saintis tidak melakukannya. Puan-puan tidak berbuat demikian. Tetapi kerana saya seorang jurutera dan bukan seorang lelaki, saya tidak mempunyai masalah dengan itu. "
Sebagai wanita kelima daripada lebih 178 penghormatan untuk menerima hadiah kimia, kemenangan Arnold adalah penting. Hanya 3 peratus hadiah sains diberikan kepada wanita dalam bidang sains, Erin Ross melaporkan untuk Axios tahun lepas. Para saintis wanita secara historis telah tergendala oleh jawatankuasa Nobel. Wanita ketiga yang pernah menerima hadiah fizik dianugerahkan semalam.
2018 #NobelPrize pemenang George Smith membangunkan kaedah yang dikenali sebagai paparan phage, di mana bakteria - satu virus yang menjangkiti bakteria - boleh digunakan untuk mengembangkan protein baru. pic.twitter.com/roX8uOFICe
- Hadiah Nobel (@NobelPrize) 3 Oktober 2018
Keistimewaan lain tahun ini-Smith dan Winter-telah memberi sumbangan besar kepada kaedah paparan phage, yang menemui virus yang menjangkiti bakteria yang dikenali sebagai bakteriofag yang digunakan dalam evolusi protein baru. Smith membangunkan proses itu pada tahun 1985, dan Winter dibina di atas penyelidikannya untuk menjalankan evolusi antibodi yang diarahkan dan, seterusnya, pengeluaran ubat-ubatan baru.
Menurut pernyataan Akademi Diraja Swedia, Smith mengetahui bahawa ia mungkin memanipulasi bahan genetik (virus yang menginfeksi bakteria) dan merubah lapisan molekul permukaannya, jadi ia memutuskan untuk menggunakan virus ini sebagai cara untuk mengenal pasti gen yang tidak diketahui untuk protein yang diketahui, dan sebaliknya. Seperti yang dijelaskan oleh The Guardian 's Davis, apabila Smith memasukkan gen tertentu ke phage, dia dapat mengenal pasti protein yang muncul di permukaannya dan mendapat pemahaman yang lebih baik tentang hubungan antara gen dan protein tertentu.
Sir Gregory Winter, yang dianugerahkan #NobelPrize dalam Kimia, telah menggunakan paparan phage untuk menghasilkan ubat-ubatan baru. Paparan phage hari ini menghasilkan antibodi yang dapat meneutralkan toksin, mengatasi penyakit autoimun dan mengubati kanser metastatik. pic.twitter.com/p5fOfo0DwJ
- Hadiah Nobel (@NobelPrize) 3 Oktober 2018
Penyelidikan musim sejuk bergantung kepada paparan fasa untuk evolusi antibodi yang diarahkan, atau protein berbentuk Y yang melekat pada virus dan bakteria yang berjangkit dan membiarkan sel-sel imun mengetahui bahawa mereka perlu menangkis serangan pencerobohan. Semasa tahun 1990-an, beliau dan rakan-rakannya menunjuk reka bentuk farmaseutikal yang bertindak seperti antibodi untuk menghalang penyakit tertentu, dan pada tahun 2002, mereka telah mencipta farmaseutikal antibodi yang diilhamkan secara rasminya untuk rawatan arthritis rheumatoid. Hari ini, paparan phage antibodi boleh digunakan untuk merawat penyakit yang bervariasi sebagai kanser metastatik, penyakit radang usus dan keracunan anthrax.
"Cukup setiap pengenang Nobel memahami bahawa apa yang dia mendapat hadiah untuk dibina di banyak duluan, banyak idea dan penyelidikan yang dia mengeksploitasi kerana dia berada di tempat yang tepat pada masa yang tepat, " kata Smith pada awal pagi temu duga dengan Associated Press.
Beliau menyimpulkan, "Penemuan penyelidikan sangat sedikit adalah novel. Hampir semua daripada mereka membina apa yang berlaku sebelum ini. Ia berlaku. Itu sudah tentu berlaku dengan kerja saya. Mine adalah satu idea dalam satu barisan penyelidikan yang dibina secara semula jadi pada garis-garis penyelidikan yang berlaku sebelum ini. "
