Peter Tucker
0 
956
117
Każdy żywy organizm na tej planecie jest rzeźbą ewolucji. Teraz ewolucja rozwija się również w laboratorium.
Tegoroczna Nagroda Nobla w dziedzinie chemii została przyznana trzem naukowcom za ich pracę nad wykorzystaniem mocy ewolucji do różnych zastosowań korzystnych dla ludzkości. Te nowe zastosowania pomogły w tworzeniu biopaliw, leków i przeciwciał zwalczających choroby.
Połowę nagrody otrzymali Frances H. Arnold z California Institute of Technology, a drugą połowę otrzymali George P. Smith z University of Missouri i Sir Gregory P. Winter z MRC Laboratory of Molecular Biology w Wielkiej Brytanii. [Nagroda Nobla w dziedzinie chemii: 1901-obecnie]
W 1993 roku Arnold jako pierwszy przeprowadził ukierunkowaną ewolucję enzymów - białek wywołujących lub przyspieszających reakcje. Proces ten działa najpierw poprzez wprowadzenie losowych mutacji lub zmian w genach enzymu. Geny są następnie wstawiane do bakterii, które następnie działają jak maszyny produkcyjne i wytwarzają losowo zmutowane enzymy. Następnie naukowcy testują te wygenerowane enzymy i określają, które z nich są najlepsze w swojej pracy - wywołując reakcję, którą próbują osiągnąć. Ci „wybrani” są następnie mutowani i ponownie karmieni przez cykl.
Według Szwedzkiej Królewskiej Akademii Nauk, po zaledwie kilku cyklach tej ewolucji w probówce enzym może stać się kilka tysięcy razy bardziej skuteczny. Enzymy Arnolda pozwalają na bardziej przyjazną dla środowiska produkcję farmaceutyków i paliw odnawialnych.
Arnold jest dopiero piątą kobietą, która odebrała nagrodę Nobla w dziedzinie chemii.
Jeśli chodzi o Smitha, w 1985 roku opracował metodę „prezentacji na fagach”, która ostatecznie stała się potężnym narzędziem do kierowania ewolucją przeciwciał. Proces ten działa poprzez wprowadzenie fragmentów nieznanego genu do bakteriofaga lub wirusa infekującego bakterie, który następnie wykorzystuje instrukcje z genu do skonstruowania bloku budulcowego białka zwanego peptydem i wyświetla go na swojej powierzchni. Gdy do mieszanki dodaje się przeciwciało lub białko w kształcie litery Y, wiąże się ono z peptydem.
Winter później wykorzystał tę metodę do kierowania ewolucją przeciwciał w celu stworzenia leków farmaceutycznych. Stworzył bakteriofagi z miliardami różnych rodzajów przeciwciał wyświetlanych na ich powierzchni. Następnie znalazł te, które najlepiej wiązały się z określonymi białkami i losowo je zmutował. Powtarzał ten proces wielokrotnie, tak że siła wiązania przeciwciała rosła z każdym cyklem.
Pierwszy taki lek stworzony tą metodą, adalimumab, został zatwierdzony w 2002 roku i jest obecnie stosowany w leczeniu reumatoidalnego zapalenia stawów, łuszczycy i nieswoistych chorób zapalnych jelit..
Ta metoda została wykorzystana do stworzenia przeciwciał, które mogą neutralizować toksynę wywołującą wąglika. Wykazano również, że spowalnia on chorobę autoimmunologiczną zwaną toczniem, a nawet leczy raka z przerzutami. Wiele innych przeciwciał wytworzonych w ten sposób znajduje się obecnie w badaniach klinicznych, takich jak te opracowane do walki z chorobą Alzheimera, według Akademii.
Uwaga redaktora: ten artykuł został zaktualizowany w celu wyjaśnienia, że Arnold jest piątą kobietą, która kiedykolwiek otrzymała Nagrodę Nobla w dziedzinie chemii.