Frances Arnold, George Smith in Gregory Winter dobijo Nobelovo nagrado za kemijo

Frances H. Arnold in George P. Smith ter Gregory P. Winter so letošnji dobitniki Nobelove nagrade za kemijo za svoj prispevek k razvoju zelene kemične industrije.

Letošnji nagrajenci so izkoristili načela naravne evolucije – genetske spremembe in selekcijo –, da so razvili proteine, ki rešujejo kemične težave človeštva. Njihove metode so zdaj mednarodno uporabljene v zeleni kemični industriji, za proizvajanje novih materialov, biogoriv, za obvladovanje bolezni in reševanje življenj, so navedli na Kraljevi švedski akademiji znanost.  
 
»Proteini ali beljakovine so biološke molekule, ki v živih organizmih sodelujejo pri zgradbi celic in njihovih organelov, pri prenosu signalov ter imunskem odzivu, pomembni pa so tudi kot katalizatorji oziroma pospeševalci kemijskih reakcij, ki se dogajajo v organizmih. S posameznimi encimi pa lahko delamo tudi ločeno, v epruvetah, torej izven organizmov. Frances Arnold se je prva začela ukvarjati z direktno evolucijo encimov. Uvajala je naključne genske mutacije v te encime, s tem pa je spreminjala njihove lastnosti. Pri tem je izbrala take nove oblike, ki so se izkazali za bolj uspešne, na primer lahko je delovala v topilu, v katerem normalno v naravi ne more delovati. Ta postopek uvajanja mutacij in selekcije novih oblik encimov je nato ponavljala, da je lahko prišla do optimalnih lastnosti encima za določeno reakcijo. To danes omogoča, da v industrijskih procesih zamenjujejo toksične katalizatorje z netoksičnimi, ter uporabo encimov na področjih, kot je razvoj biogoriv in farmacevtikov,« je doprinos 62-letne Američanke razložila doc. dr. Marjetka Podobnik, vodja Odseka za molekularno biologijo in nanobiotehnologijo na Kemijskem inštitutu.


 
Smith in Winter pa sta se osredotočila na tako imenovani bakteriofagni prikaz. Smith, kot je pojasnila Podobnikova, je razvil metodo tega prikaza, kjer uporabimo bakteriofag – to je virus, ki napade bakterije -, za razvoj novih proteinov. Ugotovil je, da s spreminjanjem genskega materiala bakteriofagov lahko spremenimo sestavo molekul na njihovi zunanji ovojnici. Ta princip pa je nato za razvoj novih farmacevtskih izdelkov uporabil Winter. »V bakteriofagni genski material je vstavil gen za določeno protitelo in to se je nato nahajalo na površini novonastalega bakteriofaga. S uvajanjem več različnih genov za protitelesa, je tako dobil bakteriofage z raznovrstnim naborom protiteles na njihovih površinah. V nadaljevanju je nato izbral taka protitelesa, ki so se najmočneje in najbolj specifično vezala na svoje tarče. Na tem principu danes razvijajo protitelesa za nevtralizacijo toksinov, za zdravljenje avtoimunskih bolezni ter raka,« je odkritje razložila Podobnikova.
 
Dodala je, da tudi v Sloveniji raziskovalci dobro poznajo in uporabljajo principe evolucijske selekcije že vrsto let. Ti postopki niso omejeni zgolj na encime ali protitelesa, lahko jih uporabimo na vseh proteinih. Poleg bakterijskega prikaza pa uporabljamo tudi njegove različice, kot so tako imenovani kvasni in ribosomalni prikaz.
 
»Poleg izjemnega znanstvenega in tehnološkega pomena izumov letošnjih Nobelovih nagrajencev, pa je pomembno tudi to, da lahko s takimi pristopi lahko procese naravne evolucije, ki lahko trajajo milijone ali celo milijarde let, skrajšamo na en teden. Ta ogromna razlika na časovni skali pa je zelo velikega pomena za splošni napredek, še posebej za razvoj zdravil, torej je ta Nobelova nagrada še eno zelo pomembno priznanje znanosti,« je sklenila sogovornica s kemijskega inštituta.

Veseli, a šokirani 

Arnolodova se je nagrade razveselila, a je bila tudi močno presenečena. »Hvala vsem. Obožujem to razumevajočo družbo. Osupla sem,« je zapisala na twitterju. 62-letnica je šele peta ženska s to nagrado za kemijo v zgodovini podeljevanja.



Tudi Winter je bil zelo presenečen, čelo šokiran, a zadovoljen. Da gre za šalo, pa je v prvem trenutku pomislil Smith.

Lani so Nobelovo nagrado za kemijo prejeli Švicar Jacques Dubochet, Američan Joachim Frank in Britanec Richard Henderson za razvoj krioelektronske mikroskopije, revolucionarne metode za določanje strukture biomolekul v raztopinah.

V ponedeljek so podelili nagrado za medicino, ki sta jo prejela ameriški in japonski imunolog James P. Allison in Tasuku Honjo, ki sta razvila posebno imunoterapijo za zdravljenje raka.

V torek so nadaljevali razglasitev nagrajencev za fiziko. Nagrado si bodo delili znanstveniki: Američan Arthur Ashkin, Francoz Gérard Mourou in Kanadčanka Donna Strickland za odkritja na področju laserske fizike. 

V petek bo razglašena nagrada za mir, v ponedeljek še za ekonomijo.