פרס נובל לכימיה השנה הוענק לשלושה חוקרים שעבודתם החלוצית עם חלבונים, במילים של חבר וועדה אחת, "יישמה את עקרונות דארווין במבחנה."
תוכן קשור
- הנובל מתעלם באופן ידוע לשמצה מפיסיקליות נשים. הזכייה של דונה סטריקלנד מכניסה את הפער לאור הזרקורים
- שני מדענים מרוויחים את נובל בגילוי עמוד חדש בטיפול בסרטן
פרנסס ארנולד מהמכון הטכנולוגי בקליפורניה - רק חתן פרס נובל חמישי בתולדות 117 שנות פרס הכימיה - הוכרה כמי שביצעה את ההתפתחות הראשונה המכוונת של אנזימים, או זרזים המאפשרים ייצור של חומרים כימיים, כמו סביבתיים תרופות וחומרים דלקים ביולוגיים. ג'ורג 'פ. סמית מאוניברסיטת מיזורי וסר גרגורי פ. וינטר ממעבדת ה- MRC לביולוגיה מולקולרית בקיימברידג' זכו לכבוד משותף על תרומתם לשיטת תצוגת הפאג ', אשר ניתן להשתמש בה כדי להתפתח חלבונים חדשים ולייצר תרופות רבות עוצמה.
ארנולד ייקח הביתה מחצית מכספי הפרס של כ -1, 01 מיליון דולר, ואילו סמית 'ווינטר יפצלו את יתרת הכספים.
על פי הצהרה שפרסמה האקדמיה המלכותית השבדית למדעים, האחראית למינוי ולבחירת זוכי פרס נובל לפיזיקה וכימיה, שלושת ההצטיינות "קיבלו השראה מכוח האבולוציה והשתמשו באותם עקרונות - שינוי ובחירה גנטית - לפתח חלבונים הפותרים את הבעיות הכימיות של האנושות. "
פרנסס ארנולד, העניקה את #NobelPrize לשנת 2018, ערכה את ההתפתחות הראשונה המכוונת של אנזימים, שהם חלבונים המזרזים תגובות כימיות. אנזימים המיוצרים באמצעות אבולוציה מכוונת משמשים לייצור כל דבר, החל מדלקים ביולוגיים ועד pic.twitter.com/TGRxgjEHzv
- פרס נובל (@NobelPrize) 3 באוקטובר 2018
Nicola Davis של Guardian מדווח כי ההתפתחות המכוונת של ארנולד של אנזימים (חלבונים שמזרזים, או מאיצים תגובות כימיות), נובעת למעשה מהכניסה של מוטציות גנטיות המאפשרות לאנזימים לבצע בצורה יעילה יותר או בדרכים שהם בדרך כלל לא היו עושים.
תהליך זה מעוצב בהשראת האבולוציה: כפי שתיארל צ'רלס דארווין, אורגניזמים בעלי תכונות מועילות נוטים להביא יותר צאצאים ובסופו של דבר לעורר סלקציה טבעית, אשר מעדיפה את אלו המצוידים בהישרדות ובתוכם בהשוואה לאלו שפחות מתאימים לסביבתם. בניסויים של ארנולד, תכונות יתרון אלה משוות אנזימים המוטטים המציגים רמות יעילות גבוהות ויכולים להחליף ממסים חזקים, מתכות כבדות וחומצות מאכל בייצור תרופות, פלסטיק וכימיקלים אחרים.
עבודתו של ארנולד הציבה אותה בחזית המחקר באנזים. האקדמיה המלכותית השבדית מציינת כי הזרזים המיוצרים במעבדה שלה יכולים לייצר חומרים שעדיין אינם קיימים בטבע, להאיץ תגובות כימיות, לייצר פחות תוצרי לוואי ובמקרים מסוימים להחליף את המתכות הכבדות המשמשות בדרך כלל בכימיה המסורתית. נכון לעכשיו, תחום המוקד העיקרי שלה הוא ייצור אנרגיה מתחדשת, כשהמטרה ארוכת הטווח היא ליצור דלק ידידותי לסביבה שיחולל מהפכה בתחום התחבורה.
"לפני 25 שנה, [טכנולוגיה זו] נחשבה לשוליים המטורפים", הסביר ארנולד בראיון לשנת 2014, בו ציין את הגיוס שלה להיכל התהילה הלאומי ממציאים. "המדענים לא עשו זאת. רבותיי לא עשו זאת. אבל מכיוון שאני מהנדס ולא ג'נטלמן, לא הייתה לי שום בעיה עם זה. "
מכיוון שרק האישה החמישית מתוך למעלה מ -178 פרסים זוכים לקבל את פרס הכימיה, זכייתו של ארנולד משמעותית. רק 3 אחוזים מפרסי המדע הוענקו לנשים במדע, כך דיווח ארין רוס עבור Axios בשנה שעברה. מבחינה היסטורית, נשים מדענים נמרצו על ידי ועדת נובל. האישה השלישית שאי פעם קיבלה את פרס הפיזיקה הוענקה אתמול.
חתן הכל זוכה #NobelPrize בשנת 2018 ג'ורג 'סמית' פיתח שיטה המכונה תצוגת פאג, בה ניתן להשתמש בבקטריופאג '- וירוס המדביק חיידקים - כדי להתפתח חלבונים חדשים. pic.twitter.com/roX8uOFICe
- פרס נובל (@NobelPrize) 3 באוקטובר 2018
שני המועמדים האחרים השנה - סמית 'ווינטר - תרמו שניהם תרומה משמעותית לשיטת תצוגת הפאגים, שמגלה נגיף המדביק חיידקים המכונה בקטריופאג המשמש בהתפתחות חלבונים חדשים. סמית 'פיתח את התהליך בשנת 1985, ווינטר בנה את מחקרו לעריכת ההתפתחות המכוונת של נוגדנים, ובהמשך, ייצור של תרופות חדשות.
על פי הצהרה של האקדמיה המלכותית השבדית, סמית 'ידע שאפשר לתפעל חומר גנטי של פאג' (נגיף המדביק חיידקים) ולשנות את המולקולות המצפות את פני השטח שלו, ולכן הוא החליט להשתמש בנגיף כאמצעי לזיהוי גן לא ידוע עבור חלבון ידוע, ולהיפך. כפי שמסביר דייוויס של הגרדיאן, ברגע שסמית 'הכניס גן ספציפי לפאג, הוא היה מסוגל לזהות את החלבון שהגיח על פניו ולקבל הבנה טובה יותר של הקשר בין גנים וחלבונים מסוימים.
סר גרגורי וינטר, שהוענק ל- #NobelPrize בכימיה, השתמש בתצוגת פאג לייצור תרופות חדשות. תצוגת הפאגים מייצרת כיום נוגדנים שיכולים לנטרל רעלים, לסתור מחלות אוטואימוניות ולרפא סרטן גרורתי. pic.twitter.com/p5fOfo0DwJ
- פרס נובל (@NobelPrize) 3 באוקטובר 2018
מחקריו של חורף מסתמכים על הצגת פאזות להתפתחות מכוונת של נוגדנים, או חלבונים בצורת Y, הנצמדים לנגיפים וחיידקים זיהומיים ומאפשרים לתאי חיסון לדעת שהם צריכים להדוף ניסיון פלישה. במהלך שנות התשעים, הוא ועמיתיו התכוונו לתכנן תרופות שפעלו כמו נוגדנים כדי לחסום מחלות ספציפיות, ועד שנת 2002 הם יצרו תרופת בהשראת נוגדנים שאושרה רשמית לטיפול בדלקת מפרקים שגרונית. כיום ניתן להשתמש בתצוגת פאג'ים של נוגדנים לטיפול במחלות מגוונות כמו סרטן גרורתי, מחלות מעי דלקתיות והרעלת אנטרקס.
"כמעט כל חתן פרס נובל מבין שמה שהוא מקבל את הפרס בנוי על תקדימים רבים, מספר רב של רעיונות ומחקר שהוא מנצל כי הוא במקום הנכון ובזמן הנכון, " אמר סמית בבוקר מוקדם ראיון עם Associated Press.
הוא מסכם, "מעט מאוד פריצות דרך מחקריות הן חדשות. כמעט כולם בונים על מה שהתרחש לפני כן. זה מקרה. זה בהחלט היה המקרה בעבודתי. שלי היה רעיון בשורה של מחקר שבנה באופן טבעי מאוד על קווי המחקר שקדמו לו. "
