Контроль эволюции. За что дали Нобель по химии

Нобелевскую премию по химии в 208 году дали Фрэнсис Арнольд - за работы по эволюции ферментов, а также Джорджу Смиту и Грегори Винтеру за создание так называемого фагового дисплея пептидов и антител.

В сообщении Нобелевского комитета говорится, что нынешние лауреаты премии по химии смогли "взять под контроль эволюцию и использовать ее на благо человечества", а их открытия применяются для "создания новых материалов, производства устойчивого биотоплива, борьбы с болезнями и спасения жизней".

Их труды широко применяются в медицине, позволяя получать новые химические вещества - в частности, новые лекарства и, в том числе против рака, прдлевающие жизнь человека препараты, экологическое топливо. Корреспондент.net рассказывает подробности.

Метод, разработанный Арнольд в 1993 году, называется направленная эволюция ферментов. Он заключается в том, что в последовательность гена, кодирующего синтез этого белка, случайным образом вносят мутации, после чего выбирают белок с нужными свойствами, например с увеличенной активностью.

Сейчас с помощью него можно получать большое количество различных ферментов, которые используются как в биотопливе, так и при производстве лекарственных препаратов.

Ген можно закодировать так, чтобы ферментировал не глюкозу, как обычно, а близкородственную молекулу - галактозу. Неизвестно, что именно нужно для этого изменить, однако известно, в какой части фермента должны произойти эти изменения.

Обманули рак. За что дали Нобелевскую по медицине

Поэтому ученые действуют методом подбора: создаются библиотеки, в которых собраны разные варианты этого гена с различными мутациями.

Этот ген подсаживается в бактерию, которая должна произвести нужный фермент. В живых остаются только те бактерии, которые производят самые эффективные ферменты. Это и есть эволюционный процесс, только систему отбора и условия создаются учеными.

Как известно, ферменты могут регулировать любые химические процессы в оганизме - от роста клеток до формирования органов. Метод Арнольд может привести к появлению новых свойств организма: увеличению продолжительности жизни, устойчивости к болезням, эволюционным изменениям.

Метод, разработанный Смитов и Винтером в 1980-х годах, получил название фаговый дисплей.  Он используется для направленной эволюции в отношении антител.

Речь идет о бактериофагах - вирусах, которые могут заражать бактерии. У них на поверхности есть белки, куда можно встроить код другого белка. Например, функциональную часть антител.

В итоге ученым удалось встраивать не один, а целую популяцию очень похожих генов, например кодирующих все антитела человека. 

Фантастический лазер. За что дали Нобеля по физике

Таким образом можно получить целую библиотеку антител, из которой можно отобрать самое нужное и активное антитело, а из него сделать медицинский препарат.

Такие лекарства уже несколько лет есть на рынке: терапевтические антитела против рака, для лечения ревматоидного артрита, псориаза и других аутоиммунных заболеваний.

В 2017 году лауреатами Нобелевской премии по химии стали швейцарец Жак Дюбоше, американец Йоахим Франк и британец Ричард Хендерсон. Они получили премию за разработку криоэлектронной микроскопии - метода изучения материи с помощью сверхбыстрого замораживания. 

Другие новости по теме

Определены лауреаты Нобелевской премии по химии Премию присудили за исследования в области эволюции ферментов, исследования пептидов и антител.

Обманули рак. За что дали Нобелевскую по медицине Нобелевскую премию вручили за исследования в области нового вида лечения рака - иммунотерапии, которая работает "за счет подавления негативной иммунной регуляции".

Нобелевскую премию по химии вручили за исследование ДНК Нобелевскую премию по химии между собой разделили швед и два американца.

Систематический подход. Нобелевку по химии присудили за компьютерное моделирование химических систем Нобелевскую премию по химии получили ученые Мартин Карплюс, Майкл Левитт и Арье Вархель за развитие моделей сложных химических систем.

На вкус и цвет: Нобелевскую премию по химии вручили за исследование клеточных рецепторов Как уже сообщалось, сегодня, 10 октября, в Стокгольме назвали лауреатов Нобелевской премии за исследования в области химии.