2018諾貝爾化學獎揭曉：三位科學家因進化控制獲獎

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　　2018諾貝爾獎專題

　　新浪科技訊 北京時間10月3日消息，據國外媒體報道，諾貝爾化學獎剛剛揭曉！　

　　2018年諾貝爾化學獎授予 Frances H.Arnold、George P.Smith、Sir Gregory P.Winter三人共同獲得。2018年諾貝爾化學獎的一半獎金授予美國科學家Frances H Arnold，獎勵她的工作實現了酶的定向進化；另一半獎金則有美國科學家George Smith以及英國科學家Sir Gregory P Winter分享，他們的成就是肽類和抗體的噬菌體展示技術。

　　2018年諾貝爾化學獎得主之一弗朗西絲·阿諾德（Frances H.Arnold）首次實現了酶的定向進化。酶是一類能夠催化化學反應的特殊蛋白質。通過定向進化製造的酶可用於生產包括生物燃料和藥品在內的多種產品。

　　喬治·史密斯（George P.Smith）研發了一種名叫噬菌體展示的技術，可利用噬菌體（一種能感染細菌的病毒）培育新型蛋白質。

　　格雷戈里·溫特爵士（Sir Gregory P.Winter）利用噬菌體展示技術發明了新葯。利用該技術生產的抗體能夠中和毒素、對抗自體免疫疾病、治癒轉移性癌症等等。

　　今年諾貝爾化學獎得主的主要貢獻是進化控制，以及使用進化變化和選擇的相同原理，開發設計解決人類化學問題的蛋白質。2018諾貝爾化學獎得主們發明的方法正在全球範圍內得到運用，有助於打造更綠色環保的化工產業、生產新材料、製造可持續的生物燃料、以及治病救人等等。

　　解讀：

　　他們馴化了進化的力量

　　生命的多樣性展示了進化的力量。2018年諾貝爾化學獎的得主們對進化進行控制，使其服務於人類的最大福祉。 通過定向進化產生的酶被應用於各種領域，從生物燃料到製藥產業。通過噬菌體展示技術產生的抗體能夠對抗自身免疫疾病，甚至在某些情況下可以治癒轉移性腫瘤。自從大約37億年前地球上最早的生命誕生以來，世界上的幾乎每一個角落都被各類不同的有機體佔據。在熱泉之中，在深邃的洋底，在乾燥的荒漠都可以找到生命的蹤跡，而生命之所以能夠做到這些，皆是因為進化的過程中解決了一系列的化學問題。

　　生命的化學工具——蛋白質，被不斷優化，改變和更新，孕育出無與倫比的多樣性。今年的諾貝爾化學獎得主們受到進化現象的啟迪，並使用與進化同樣的原理——基因突變與選擇，產生出特定的蛋白質，以解決人類面臨的一些化學問題。今年化學獎的一半獎金授予弗朗西絲?阿諾德。在1993年，她實現了首次酶的定向進化，這是一種對化學反應具有催化作用的特殊蛋白質。自那以後，她不斷完善這項技術，並在今天被廣泛應用於對新型酶的開發過程之中。

　　弗朗西絲?阿諾德開發的酶的應用包括發展更加環保的化學物質生產方式，如製藥工業，以及更再生燃料，造福更加綠色的交通出行。

　　今年諾貝爾化學獎的另一半獎金授予美國科學家喬治?史密斯以及英國科學家格雷戈里?溫特爵士。在1985年，喬治·史密斯開發出一種精妙的，被稱作噬菌體展示的技術，這項技術可以讓一種可以感染細菌的病毒，即噬菌體來幫助產生新的蛋白質。

　　格雷戈里?溫特將這項技術應用於抗體的定向進化，其目的是產生新的藥物。他成功了。採用這項技術製造的第一種藥物是「阿達木單抗」 （adalimumab），在2002年被正式批准，用於對類風濕性關節炎，牛皮癬以及炎症性腸道疾病的治療。

　　自那以後，噬菌體展示技術還幫助產生出能夠中和毒性物質，對抗自身免疫疾病的抗體，甚至治癒轉移性腫瘤。我們正在經歷定向進化技術革命的早期階段，序幕已經拉開，這項技術將以許多不同的方式服務於全人類的最大福祉。

　　獲獎人：

　　弗朗西絲?阿諾德出生於1956年7月25日，她是美國一位科學家和工程師。她開創了定向進化方法，用於製作有用的生物系統，包括：酶、代謝途徑、遺傳調節迴路和有機體。1979年，她在普林斯頓大學獲得了機械和航空航天工程學士學位，並獲得了加州大學伯克利分校化學工程博士學位。在1986年來到加州理工學院之前，她取得了生物物理化學博士後學位。

　　阿諾德在加州理工學院的研究領域是綠色化學和替代能源，其中包括：開發高活性酶（纖維素分解和生物合成酶）和微生物，將可再生生物質轉化為燃料和化學物質。2016年，她成為獲得「千禧技術獎」的首位女性。

　　喬治·史密斯出生於1941年，他是美國一位化學家，在密蘇里大學哥倫比亞分校擔任教授。

　　他的主要貢獻是研製一種叫做噬菌體展示的實驗室技術，使用噬菌體（感染細菌和病毒）與蛋白質連接在一起，研究蛋白質-蛋白質、蛋白質-肽、蛋白質-DNA交互作用，從而提供編碼它們的基因信息。在這項技術中，一種編碼蛋白質的基因被插入到帶外殼蛋白的噬菌體中，導致噬菌體「展示」其外部的蛋白質，同時「展示」包含蛋白質內部的基因，從而證實基因型和表現型之間的聯繫。這些展示的噬菌體可以與其它蛋白質、多肽或者DNA序列進行篩選，從而檢測展示的蛋白質和其它分子之間的相互作用。通過這種方式，大量蛋白質資料庫可以在一個叫做「體外選擇」的過程中進行篩選和放大，這類似於自然選擇過程。

　　格雷戈里·溫特爵士出生於1951年4月14日，是英國一位生物化學家，他是治療單克隆抗體的先驅者。他研製一種噬菌體展示技術，可用於抗體治療。2012年10月2日，他被任命為英國劍橋大學三一學院院長，曾擔任劍橋大學分子生物學實驗室、醫學研究委員會的副主任。同時，也是劍橋大學蛋白質和核酸化學領域領軍人物。

　　溫特研製的噬菌體展示技術應用於抗體定向進化，其目的是製造新藥物，實現抗體治療。基於這項技術製造的第一種藥物是「阿達木單抗」，用於治療類風濕性關節炎，牛皮癬以及炎症性腸道疾病。

　　以下是這一獎項的數據與趣聞：

　　諾貝爾獎的創立者瑞典人阿爾弗雷德·諾貝爾本人就是一名化學家，曾發明硝化甘油炸藥。按照他的遺囑，諾貝爾化學獎旨在頒給化學方面有重要發現和取得重大成果的人。

　　與諾貝爾設立的其他獎項一樣，諾貝爾化學獎從1901年開始頒發，在沒有評出化學方面重大成果的年份則空缺獎項。直至2017年，諾貝爾化學獎出現過8次空缺，共計頒發109次，其中63次獲獎人數為1人，而獲獎人數為2人和3人的次數都是23次。

　　諾貝爾化學獎得主共計177人，其中英國科學家弗雷德里克·桑格憑藉基因測序技術兩次獲得這項殊榮。

　　從年齡上來看，諾貝爾化學獎得主獲獎時的平均年齡為58歲，其中最年長者是85歲獲獎的美國科學家約翰·芬恩，他因發明對生物大分子進行識別和結構分析的方法於2002年獲獎；最年輕的是1935年獲獎的法國科學家弗雷德里奧·約里奧，時年35歲，他與夫人伊雷娜·約里奧—居里共同獲獎，而這對「科研夫妻檔」就是著名的居里夫婦的女婿和女兒。

　　由於諾貝爾提名人選的保密期為50年，現階段公眾只能看到1901年至1966年的獎項提名資料。在這期間，諾貝爾化學獎的總提名人數為2931人，在諾貝爾自然科學類獎項中「陪跑」人數居中。

　　從歷年諾貝爾化學獎得主名單中不難看出，諾貝爾化學獎「混搭」明顯，與其他自然科學領域並沒有明顯的界線。不少人的獲獎成就並非出自傳統的化學研究，而是涉及生物學、物理學等多重學科，因此諾貝爾化學獎也被調侃為「理科綜合獎」，還曾出現過「諾貝爾化學獎頒給物理學家、以獎勵他們的成果有益於生物學家」之類的情況。

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