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2018诺贝尔化学奖:让演化的力量为人所用

     今年诺贝尔化学奖一半颁给弗兰西斯·阿诺德,奖励她实现了的定向演化;另一半颁发给乔治·史密斯和格里高利·温特,奖励他们实现了多肽和抗体的噬菌体呈现技术。

 

        生物的多样性展现了演化的力量。2018年诺贝尔化学奖得主们掌控了演化,并用它谋求对人类的最大利益。通过定向演化生产的酶现用来制造从生物燃料到药品的一切。采用噬菌体呈现技术演化出的抗体可以对抗自体免疫疾病,甚至治愈转移癌。

        自从大约37亿年前最初的生命诞生起,不同的生命体填满了地球上几乎所有缝隙。生命遍布温泉、深海和干旱沙漠,这都是因为演化解决了许多化学问题。作为生命的化学工具,蛋白质经过优化 、改变和更新,从而创造出惊人的多样性。

       今年的诺贝尔化学奖得主受到演化力量的启发,利用了同样的原理——遗传变异和选择——研发出能够解决人类化学问题的蛋白质。

 

 

 

        其中一半被授予弗兰西斯·阿诺德。1993年,她第一次进行了酶(也即催化化学反应的蛋白质)的定向演化。后来她所改良的方法,如今已经日常用于新催化剂的开发。

        阿诺德的酶可以用于更加环保地制造化学产品,比如药物,还能生产可再生的燃料,让交通运输更加绿色环保。

        另一半化学奖由乔治·史密斯和格里高利·温特爵士分享。1985年,乔治·史密斯发展出了一种名叫“噬菌体呈现”的优雅技术,让噬菌体(也即能够感染细菌的病毒)能被用来演化出新的蛋白质。温特把噬菌体呈现用于抗体的定向演化上,目标是制造新的药物。第一个基于这种方法创造出来的药物——阿达木单抗于2002年获批,被用于风湿性关节炎、银屑病和炎症性肠病。如今,噬菌体呈现所生产的抗体已经能中和毒素,对抗自体免疫病,甚至治疗转移的癌症。

 

       利用抗体定向演化开发的药物阿达木单抗

       我们正处在定向演化革命的早期。它正在以各种各样的方式为人类造福,将来也会持续如此。

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