Nobelova nagrada za hemiju: Za evoluciju „u epruveti“

Pictures of the 2018 Nobel Prize laureates for chemistry: Frances H. Arnold of the United States, George P. Smith of the United States and Gregory P. Winter of Britain are displayed on a screen during the announcement at the Royal Swedish Academy of Scien

STOCKHOLM -  Kraljevska švedska akademija nauka je odlučila da Nobelovu nagradu za hemiju ove godine podijele Frances H. Arnold, George P. Smith  i Sir Gregory P. Winter i to tako da Frances H. Arnold dobije polovinu nagrade, dok drugu polovinu dijele Smith i Winter.

Ovogodišnji laureati Nobelove nagrade za hemiju su iskoristili znanja evolucije i stavili evoluciju pod kontrolu kako bi razvili i proučavali određene proteine. Zapravo, ove godine nagrada je dodijeljena za „evoluciju u epruveti“.

France H. Arnold je rođena 1956. godine u Pittsburghu. Američka je naučnica, jedna od pionirki na polju proučavanja evolucije proteina, a karijeru je stvarala na Princetonu, UC Berkeley i CALTECH. Zvanično objašnjenje Komiteta za dodjelu Nobelove nagrade za hemiju glasi da je Arnold dobila nagradu „za usmjerenu evoluciju enzima“. „Usmjerena evolucija“ (eng. directed evolution) je metoda proteinskog inženjerstva koja imitira prirodne procese evolucije i prirodne selekcije na makromolekulama, kakve su molekule proteina i nukleinskih kiselina. Radi se zapravo o metodi dizajniranja molekula proteina u kontrolisanim uslovima, što omogućava ubrzavanje praktično bilo koje hemijske reakcije, uključujući i reakcije u živim bićima. Također, ova metoda pruža i novi uvid u procese razvoja proteina, naročito evolucije enzima.

George P. Smith i Sir Gregory P. Winter će, prema obrazloženju Komiteta, dobiti nagradu za istraživanje faga i njihovih interakcija sa peptidima i antitijelima. Iza ove vrlo nezgrapne rečenice stoji jedna laboratorijska tehnika koja omogućava proučavanje interakcija proteina i proteina, proteina i peptida (manje molekule proteina) te proteina i DNK, a koristi jednu specifičnu grupu virusa zvanih bakteriofagi. Bakteriofagi su virusi koji napadaju bakterije, a sam naziv im potiče od grčkog glagola phagein u značenju „jesti“ i termina „bakterija“. Sami bakteriofagi su jednostavne čestice, imaju molekulu koja kodira nekoliko proteina i proteine koji čine tzv. „kapsulu“, omotač bakteriofaga. U ovoj tehnici, koja je zapravo vid genetičkog inženjerstva, gen čiji produkt želimo proučavati (a produkt gena je neki protein) se ubacuje u gen koji kodira proteine kapsule bakteriofaga. Na taj način se ovaj protein ukazuje na površini bakteriofaga. Jedna od najvažnijih aplikacija ove tehnologije jeste razvoj novih lijekova, posebno antitijela. Neke od terapija koje koriste ovu metodu su i određene terapije raka.

George P. Smith, rođen 1941. godine, američki je hemičar koji je doktorirao na Harvardu. 1985. godine je u radu objavljenom u časopisu Science prvi opisao tehniku prikazivanja određenog proteina na površini bakteriofaga.

Sir Gregory P. Winter je britanski biohemičar, rođen 1951. Profesor je na Univerzitetu Cambridge i fokus istraživanja su mu monoklonalna antitijela i njihova terapeutska vrijednost.

Upravo su ove metode neki od primjera trijumfa principa „slučaja i nužnosti“ u prirodi, o kojem je još 1970. godine raspravljao jedan drugi laureat Nobelove nagrade, veliki Jacques Monod.

Podsjetimo, Nobelova nagrada za hemiju se dodjeljuje od 1901. godine i do sad je dodijeljena 109 puta. Najmlađi laureat je Frédéric Joliot, koji je imao 35 godina kada mu je nagrada dodijeljena, a najstariji laureat je John B. Fenn koji je u trenutku proglašenja imao 85 godina. Samo 4 žene su dobile ovu nagradu: Marie Sklodowska Curie (1911.), Irène Joliot-Curie (1935.), Dorothy Hodgkin (1964.) i Ada E. Yonath (2002.). Frederick Sanger je jedini dvostruki laureat ove nagrade i jedan od rijetkih koji su uopšte primili Nobelovu nagradu dva puta.