Dit jaar werd de Nobelprijs voor de chemie uitgereikt aan drie onderzoekers wiens baanbrekende werk met eiwitten, in de woorden van een commissielid, "de principes van Darwin in de reageerbuis heeft toegepast."
gerelateerde inhoud
- The Nobels kijken berucht om vrouwelijke fysici. Win van Donna Strickland zet dat verschil in de schijnwerpers
- Twee wetenschappers verdienen Nobel voor het ontdekken van een nieuwe pijler bij kankertherapie
Frances H. Arnold van het California Institute of Technology - alleen de vijfde vrouwelijke Nobelprijswinnaar in de 117-jarige geschiedenis van de chemieprijs - werd erkend voor het uitvoeren van de eerste gerichte evolutie van enzymen of katalysatoren die de productie van chemische stoffen mogelijk maken, zoals vriendelijke geneesmiddelen en biobrandstoffen. George P. Smith van de University of Missouri en Sir Gregory P. Winter van het MRC Laboratory of Molecular Biology in Cambridge werden gezamenlijk geëerd voor hun bijdragen aan de faagweergavemethode, die kan worden gebruikt om nieuwe eiwitten te ontwikkelen en krachtige farmaceutische producten te produceren.
Arnold neemt de helft van het ongeveer $ 1, 01 miljoen prijzengeld mee naar huis, terwijl Smith en Winter de resterende fondsen zullen splitsen.
Volgens een verklaring van de Koninklijke Zweedse Academie van Wetenschappen, die verantwoordelijk is voor het nomineren en selecteren van de Nobelprijswinnaars in de natuurkunde en scheikunde, zijn de drie eerbewoners “geïnspireerd door de kracht van evolutie en gebruikten ze dezelfde principes - genetische verandering en selectie - om eiwitten te ontwikkelen die de chemische problemen van de mensheid oplossen. "
Frances Arnold, bekroond met de #NobelPrize 2018, voerde de eerste gerichte evolutie van enzymen uit, eiwitten die chemische reacties katalyseren. Enzymen geproduceerd door gerichte evolutie worden gebruikt om alles te produceren, van biobrandstoffen tot pic.twitter.com/TGRxgjEHzv
- De Nobelprijs (@NobelPrize) 3 oktober 2018
Nicola Davis van The Guardian meldt dat Arnolds gerichte evolutie van enzymen (eiwitten die chemische reacties katalyseren of versnellen) in wezen neerkomt op de introductie van genetische mutaties waarmee enzymen efficiënter kunnen werken of op manieren die ze normaal niet zouden doen.
Dit proces is geïnspireerd door evolutie: zoals Charles Darwin theoretiseerde, hebben organismen met voordelige eigenschappen de neiging om meer nakomelingen te krijgen en uiteindelijk natuurlijke selectie te activeren, die diegenen begunstigt die zijn uitgerust om te overleven en voortplanting boven diegenen die minder geschikt zijn voor hun omgeving. In de experimenten van Arnold komen deze voordelige eigenschappen overeen met gemuteerde enzymen die een hoog rendement vertonen en sterke oplosmiddelen, zware metalen en corrosieve zuren kunnen vervangen bij de productie van geneesmiddelen, kunststoffen en andere chemicaliën.
Het werk van Arnold heeft haar in de voorhoede geplaatst van enzymonderzoek. De Koninklijke Zweedse Academie merkt op dat de katalysatoren die in haar laboratorium worden geproduceerd materialen kunnen produceren die nog niet in de natuur bestaan, chemische reacties versnellen, minder bijproducten produceren en in bepaalde gevallen de zware metalen vervangen die doorgaans in de traditionele chemie worden gebruikt. Momenteel is haar belangrijkste aandachtsgebied de productie van hernieuwbare energie, met een langetermijndoelstelling om milieuvriendelijke brandstof te creëren die een revolutie teweeg zal brengen in de transportsector.
"Vijfentwintig jaar geleden werd [deze technologie] beschouwd als de waanzinnige pony", legde Arnold uit in een interview in 2014 dat haar introductie in de National Inventors Hall of Fame markeerde. “Wetenschappers hebben dat niet gedaan. Heren deden dat niet. Maar aangezien ik een ingenieur ben en geen heer, had ik daar geen problemen mee. "
Aangezien alleen de vijfde vrouw uit meer dan 178 eer de chemieprijs ontvangt, is de winst van Arnold aanzienlijk. Slechts 3 procent van de wetenschapsprijzen is toegekend aan vrouwen in de wetenschap, meldde Erin Ross vorig jaar voor Axios . Vrouwelijke wetenschappers zijn van oudsher door het Nobelcomité afgezet. De derde vrouw die ooit de natuurkundeprijs ontving, werd gisteren uitgereikt.
2018 #NobelPrize-laureaat George Smith ontwikkelde een methode die faagweergave wordt genoemd, waarbij een bacteriofaag - een virus dat bacteriën infecteert - kan worden gebruikt om nieuwe eiwitten te ontwikkelen. pic.twitter.com/roX8uOFICe
- De Nobelprijs (@NobelPrize) 3 oktober 2018
De andere honorees van dit jaar - Smith en Winter - hebben beide een belangrijke bijdrage geleverd aan de faagweergavemethode, die een bacterie-infecterend virus vindt dat bekend staat als een bacteriofaag die wordt gebruikt bij de evolutie van nieuwe eiwitten. Smith ontwikkelde het proces in 1985 en Winter bouwde voort op zijn onderzoek om de gerichte evolutie van antilichamen en vervolgens de productie van nieuwe geneesmiddelen uit te voeren.
Volgens een verklaring van de Koninklijke Zweedse Academie wist Smith dat het mogelijk was om het genetische materiaal van een faag (virus dat bacteriën infecteert) te manipuleren en de moleculen die het oppervlak bedekken te veranderen, dus besloot hij het virus te gebruiken als middel voor het identificeren van een onbekend gen voor een bekend eiwit en vice versa. Zoals Davis van The Guardian uitlegt, kon Smith, zodra hij een specifiek gen in een faag had ingebracht, het eiwit identificeren dat op het oppervlak verscheen en een beter begrip krijgen van de relatie tussen bepaalde genen en eiwitten.
Sir Gregory Winter, bekroond met de #NobelPrize in chemie, heeft faagdisplay gebruikt om nieuwe geneesmiddelen te produceren. Tegenwoordig heeft faagvertoning antilichamen geproduceerd die toxines kunnen neutraliseren, auto-immuunziekten kunnen tegengaan en metastatische kanker kunnen genezen. pic.twitter.com/p5fOfo0DwJ
- De Nobelprijs (@NobelPrize) 3 oktober 2018
Het onderzoek van Winter is gebaseerd op faseweergave voor de gerichte evolutie van antilichamen, of Y-vormige eiwitten die zich hechten aan infectieuze virussen en bacteriën en die immuuncellen laten weten dat ze een poging tot een invasie moeten afweren. In de jaren negentig begonnen hij en zijn collega's geneesmiddelen te ontwikkelen die als antilichamen werkten om specifieke kwalen te blokkeren, en in 2002 hadden ze een op antilichamen geïnspireerde farmaceutische stof ontwikkeld die officieel was goedgekeurd voor de behandeling van reumatoïde artritis. Tegenwoordig kan faagvertoning van antilichamen worden gebruikt om ziekten te behandelen die variëren zoals uitgezaaide kanker, inflammatoire darmziekten en miltvuurvergiftiging.
"Vrijwel elke Nobelprijswinnaar begrijpt dat waar hij de prijs voor krijgt, is gebaseerd op vele precedenten, een groot aantal ideeën en onderzoek dat hij exploiteert omdat hij op het juiste moment op de juiste plaats is, " zei Smith in een vroege ochtend interview met de Associated Press.
Hij concludeert: “Er zijn maar weinig onderzoeksdoorbraken nieuw. Vrijwel allemaal bouwen ze voort op wat er eerder gebeurde. Het is toevallig. Dat was zeker het geval met mijn werk. De mijne was een idee in een onderzoekslijn die heel natuurlijk voortbouwde op eerdere onderzoekslijnen. ”
