Το φετινό βραβείο Νόμπελ Χημείας απονεμήθηκε σε τρεις ερευνητές των οποίων η πρωτοποριακή εργασία με πρωτεΐνες, σύμφωνα με τα λόγια ενός μέλους της επιτροπής, «εφάρμοσε τις αρχές του Δαρβίνου στον δοκιμαστικό σωλήνα».
σχετικό περιεχόμενο
- Τα Νόμπελ αξιοσημείωτα αγνοούν τους Γυναίκες Φυσικούς. Η νίκη του Donna Strickland βάζει αυτή τη διαφορά στο προσκήνιο
- Δύο επιστήμονες κερδίζουν το Νόμπελ για την ανακάλυψη ενός νέου πυλώνα στη θεραπεία του καρκίνου
Ο Frances H. Arnold του Τεχνολογικού Ινστιτούτου της Καλιφόρνιας - μόνο η πέμπτη γυναικεία βραβευμένη Νόμπελ στο 117ετές ιστορικό του βραβείου Χημείας - αναγνωρίστηκε για τη διεξαγωγή της πρώτης κατευθυνόμενης εξέλιξης των ενζύμων ή των καταλυτών που επιτρέπουν την παραγωγή χημικών ουσιών, όπως περιβαλλοντικά -Φιλικά φαρμακευτικά προϊόντα και βιοκαύσιμα. Ο George P. Smith του Πανεπιστημίου του Μισσούρι και ο Sir Gregory P. Winter του MRC Laboratory of Molecular Biology στο Cambridge τιμήθηκαν από κοινού για τη συμβολή τους στη μέθοδο εμφάνισης φάγου, η οποία μπορεί να χρησιμοποιηθεί για την ανάπτυξη νέων πρωτεϊνών και την παραγωγή ισχυρών φαρμακευτικών προϊόντων.
Ο Άρνολντ θα πάρει το μισό χρηματικό έπαθλο περίπου 1.01 εκατομμυρίων δολαρίων, ενώ οι Smith και Winter θα χωρίσουν τα υπόλοιπα κεφάλαια.
Σύμφωνα με δήλωση της Βασιλικής Σουηδικής Ακαδημίας Επιστημών, η οποία είναι υπεύθυνη για την υποψηφιότητα και την επιλογή των βραβευθέντων με Νόμπελ Φυσικής και Χημείας, οι τρεις τιμητές "εμπνεύστηκαν από τη δύναμη της εξέλιξης και χρησιμοποίησαν τις ίδιες αρχές - γενετική αλλαγή και επιλογή -Να αναπτύξουν πρωτεΐνες που λύουν τα χημικά προβλήματα της ανθρωπότητας. "
Ο Frances Arnold, που απονέμεται το 2018 #NobelPrize, πραγματοποίησε την πρώτη κατευθυνόμενη εξέλιξη των ενζύμων, οι οποίες είναι πρωτεΐνες που καταλύουν τις χημικές αντιδράσεις. Τα ένζυμα που παράγονται μέσω κατευθυνόμενης εξέλιξης χρησιμοποιούνται για την παρασκευή οτιδήποτε από τα βιοκαύσιμα έως το pic.twitter.com/TGRxgjEHzv
- Το βραβείο Νόμπελ (@NobelPrize) 3 Οκτωβρίου 2018
Ο Nicola Davis του Guardian αναφέρει ότι η κατευθυνόμενη εξέλιξη των ενζύμων (πρωτεΐνες που καταλύουν ή επιταχύνουν τις χημικές αντιδράσεις) του Arnold ουσιαστικά βράζει μέχρι την εισαγωγή γενετικών μεταλλάξεων που επιτρέπουν στα ένζυμα να εκτελούν πιο αποτελεσματικά ή με τρόπο που κανονικά δεν θα είχαν.
Αυτή η διαδικασία εμπνέεται από την εξέλιξη: Όπως ο θεωρημένος από τον Charles Darwin, οι οργανισμοί με πλεονεκτικά χαρακτηριστικά τείνουν να έχουν περισσότερους απογόνους και τελικά να προκαλέσουν φυσική επιλογή, πράγμα που ευνοεί εκείνους που είναι εξοπλισμένοι για επιβίωση και αναπαραγωγή έναντι εκείνων λιγότερο προσαρμοσμένων στο περιβάλλον τους. Στα πειράματα του Arnold, αυτά τα πλεονεκτικά χαρακτηριστικά ισοδυναμούν με μεταλλαγμένα ένζυμα που εμφανίζουν υψηλά επίπεδα απόδοσης και μπορούν να αντικαταστήσουν ισχυρούς διαλύτες, βαρέα μέταλλα και διαβρωτικά οξέα στην παραγωγή φαρμακευτικών προϊόντων, πλαστικών και άλλων χημικών ουσιών.
Το έργο του Arnold την έχει τοποθετήσει στην πρώτη γραμμή της έρευνας για τα ένζυμα. Η Βασιλική Σουηδική Ακαδημία σημειώνει ότι οι καταλύτες που παράγονται στο εργαστήριό της μπορούν να παράγουν υλικά που δεν υπάρχουν ακόμη στη φύση, να επιταχύνουν τις χημικές αντιδράσεις, να παράγουν λιγότερα υποπροϊόντα και, σε ορισμένες περιπτώσεις, να αντικαθιστούν τα βαρέα μέταλλα που συνήθως χρησιμοποιούνται στην παραδοσιακή χημεία. Επί του παρόντος, ο κύριος τομέας εστίασής της είναι η παραγωγή ανανεώσιμων πηγών ενέργειας, με μακροπρόθεσμο στόχο τη δημιουργία φιλικών προς το περιβάλλον καυσίμων που θα φέρουν επανάσταση στον τομέα των μεταφορών.
"Πριν από είκοσι πέντε χρόνια, αυτή η τεχνολογία θεωρήθηκε η κουρελιαριά", εξήγησε ο Arnold σε συνέντευξή του το 2014, σημειώνοντας την επαγωγή του στην Εθνική αίθουσα εφευρέσεων της φήμης. "Οι επιστήμονες δεν το έκαναν αυτό. Οι κύριοι δεν το έκαναν. Αλλά επειδή είμαι μηχανικός και όχι τζέντλεμαν, δεν είχα κανένα πρόβλημα με αυτό ".
Δεδομένου ότι μόνο η πέμπτη γυναίκα από περισσότερους από 178 honorees για να λάβει το βραβείο χημείας, η νίκη του Arnold είναι σημαντική. Μόνο το 3% των βραβείων για την επιστήμη έχουν απονεμηθεί στις γυναίκες στην επιστήμη, ανέφερε η Erin Ross για τον Axios πέρυσι. Οι επιστήμονες των γυναικών έχουν ιστορικά αποσιωπηθεί από την επιτροπή Nobel. Η τρίτη γυναίκα που κέρδισε ποτέ το βραβείο φυσικής απονεμήθηκε χθες.
2018 # Ο βραβευμένος με το Νόμπελ Πριτζ Γιώργος Σμιθ ανέπτυξε μια μέθοδο γνωστή ως εμφάνιση φάγου, όπου ένας βακτηριοφάγος - ένας ιός που μολύνει βακτήρια - μπορεί να χρησιμοποιηθεί για την ανάπτυξη νέων πρωτεϊνών. pic.twitter.com/roX8uOFICe
- Το βραβείο Νόμπελ (@NobelPrize) 3 Οκτωβρίου 2018
Οι άλλοι τιμητές του τρέχοντος έτους - Smith και Winter - έχουν συμβάλει σημαντικά στη μέθοδο εμφάνισης φάγου, η οποία βρίσκει έναν ιό που μολύνει βακτήρια γνωστό ως βακτηριοφάγο που χρησιμοποιείται στην εξέλιξη νέων πρωτεϊνών. Ο Smith ανέπτυξε τη διαδικασία το 1985 και ο Χειμώνας βασίστηκε στην έρευνά του για τη διεξαγωγή της κατευθυνόμενης εξέλιξης των αντισωμάτων και, στη συνέχεια, της παραγωγής νέων φαρμακευτικών προϊόντων.
Σύμφωνα με μια δήλωση της Βασιλικής Σουηδικής Ακαδημίας, ο Smith γνώριζε ότι ήταν δυνατό να χειριστεί το γενετικό υλικό ενός φάγου (ιό που μολύνει βακτήρια) και να αλλάξει τα μόρια που επικαλύπτουν την επιφάνειά του, έτσι αποφάσισε να χρησιμοποιήσει τον ιό ως μέσο αναγνώρισης ενός άγνωστου γονιδίου γνωστή πρωτεΐνη και αντιστρόφως. Όπως εξηγεί ο Davis του Guardian, όταν ο Smith εισάγει ένα συγκεκριμένο γονίδιο σε έναν φάγο, θα μπορούσε να αναγνωρίσει την πρωτεΐνη που προέκυψε στην επιφάνεια του και να καταλάβει καλύτερα τη σχέση μεταξύ ορισμένων γονιδίων και πρωτεϊνών.
Ο Sir Gregory Winter, ο οποίος απονέμεται στο #NobelPrize στη Χημεία, χρησιμοποίησε την οθόνη φάγου για την παραγωγή νέων φαρμακευτικών προϊόντων. Σήμερα, η εμφάνιση φάγου έχει παραγάγει αντισώματα που μπορούν να εξουδετερώσουν τις τοξίνες, να εξουδετερώσουν τις αυτοάνοσες ασθένειες και να θεραπεύσουν τον μεταστατικό καρκίνο. pic.twitter.com/p5fOfo0DwJ
- Το βραβείο Νόμπελ (@NobelPrize) 3 Οκτωβρίου 2018
Η έρευνα του Winter βασίζεται στην εμφάνιση φάσεων για την κατευθυνόμενη εξέλιξη αντισωμάτων ή πρωτεϊνών σχήματος Υ που προσκολλώνται σε μολυσματικούς ιούς και βακτήρια και αφήνουν τα κύτταρα του ανοσοποιητικού συστήματος να γνωρίζουν ότι πρέπει να αποτρέψουν μια απόπειρα εισβολής. Κατά τη διάρκεια της δεκαετίας του '90, ο ίδιος και οι συνεργάτες του ξεκίνησαν να σχεδιάζουν φαρμακευτικά προϊόντα που λειτουργούσαν σαν αντισώματα για να μπλοκάρουν συγκεκριμένες παθήσεις και μέχρι το 2002 είχαν δημιουργήσει ένα φάρμακο εμπνευσμένο από αντισώματα που εγκρίθηκε επίσημα για τη θεραπεία της ρευματοειδούς αρθρίτιδας. Σήμερα, εμφάνιση φάγου των αντισωμάτων μπορεί να χρησιμοποιηθεί για την αντιμετώπιση ασθενειών τόσο ποικίλων όσο ο μεταστατικός καρκίνος, οι φλεγμονώδεις παθήσεις των εντέρων και η δηλητηρίαση από τον άνθρακα.
"Πολύ κάθε λέκτορας Νόμπελ καταλαβαίνει ότι αυτό που παίρνει το βραβείο είναι χτισμένο σε πολλά προηγούμενα, έναν μεγάλο αριθμό ιδεών και έρευνας που εκμεταλλεύεται επειδή είναι στο σωστό μέρος την κατάλληλη στιγμή", δήλωσε ο Σμιθ νωρίς το πρωί συνέντευξη με το Associated Press.
Καταλήγει στο συμπέρασμα, "Πολύ λίγες ερευνητικές καινοτομίες είναι καινοφανείς. Σχεδόν όλοι βασίζονται σε ό, τι συνέβαινε πριν. Είναι τυχαίο. Αυτό συνέβαινε σίγουρα με τη δουλειά μου. Το ορυχείο ήταν μια ιδέα μιας γραμμής έρευνας που χτίστηκε πολύ φυσικά στις γραμμές έρευνας που προηγήθηκαν ».
