詳解2018諾貝爾化學獎：駕馭進化的力量，改造生命的基石

2018 年 10 月 3 日，北京時間 17 時 45 分許，美國化學家弗朗西斯·H·阿諾德、美國生物化學家喬治·P·史密斯（George P. Smith）和英國生物化學家格雷戈里·P·溫特爵士、榮獲2018年諾貝爾化學獎。

2018年諾貝爾化學獎獲得者「控制」了進化，並利用這一手段為人類帶來巨大的福祉。由人為定向進化產生的酶，已經被用於製造包括生物燃料到藥物的各種物質。而通過一種名叫「噬菌體展示」（phage display）的方法產生的抗體，可以用於對抗人類的自身免疫疾病，並且在一些情況下治癒轉移性癌症。

2018年諾貝爾化學獎得主：弗朗西斯·H·阿諾德、英國生物化學家格雷戈里·P·溫特爵士

獲獎者簡介

弗朗西斯·H·阿諾德（Frances H Arnold）

獲獎理由：酶的定向進化

弗朗西斯·H·阿諾德是美國化學家，加州理工學院萊納斯·鮑林教授（Linus Pauling Professor ）。1956年出生於美國匹茲堡，1979年本科畢業於普林斯頓大學機械與航空工程學院，1985於加利福尼亞大學伯克利分校取得化學工程博士學位，1986年進入加州理工學院。

阿諾德首次實現了酶的定向進化。酶是催化化學反應的蛋白質，通過定向進化得到的酶被用於製造各種物質，例如生物燃料和藥物。她擁有多項專利，多次獲得重大獎項，包括美國工程界最高榮譽之一的德雷珀獎（Draper Prize，2011）、美國國家技術和創新獎章（National Medal of Technology and Innovation，2013）等，2016年成為首位獲得芬蘭千年科技大獎（Millennium Technology Prize）的女性。

喬治·P·史密斯（George P. Smith）

獲獎理由：肽和抗體的噬菌體展示技術

喬治·P·史密斯（George P. Smith），密蘇里大學校董會傑出教授（Curators』 Distinguished Professor Emeritus）。1941年出生於美國諾瓦克，1970年於哈佛大學取得博士學位。史密斯的研究方向主要是利用噬菌體展示技術進行癌症的分子成像，他於2007年獲得美國微生物學會頒發的普羅麥格生物技術研究獎（Promega Biotechnology Research Award）。

格雷戈里·P·溫特 爵士（Sir Gregory P. Winter），

獲獎理由：使用噬菌體展示技術來生產新的藥物。如今，噬菌體展示技術已經產生了可中和毒素、抵抗自身免疫疾病和治癒轉移性癌症的抗體。

格雷戈里·P·溫特爵士，1951年4月14日出生，英國生物化學家，治療性單克隆抗體的先驅。他發明了擬人化（humanise，1986年）和後來的全擬人化噬菌體展示技術（phage display），以及用於治療用途的抗體的相關技術。在此之前，這些抗體來自小鼠，因人體免疫系統的免疫反應而難以用於人類治療。他是英國劍橋大學三一學院（Trinity College, Cambridge）成員，並於2012年10月2日被任命為三一學院的負責人。他曾擔任醫學研究委員會分子生物學實驗室副主任，主管蛋白質和核酸化學分部。

溫特於1990年被選為皇家學會會員（Fellow of the Royal Society，FRS），並於2011年獲得該學會頒發的皇家獎章，「表彰他在蛋白質工程和治療性單克隆抗體方面的開創性工作，以及他作為發明家和企業家的貢獻」。 他於1994年獲得謝勒獎（Scheele Award），1995年獲得了多項國際獎項，包括費薩爾國王醫學獎（King Faisal International Prize for Medicine）。

解讀2018年諾貝爾化學獎：駕馭進化的力量

生物的多樣性揭示了進化的力量。自從生命的在37億年前首次出現以來，地球上幾乎每個縫隙都充滿了不同種類生物的混合物。生命已經蔓延到溫泉、深海和乾燥的沙漠，而這一切都是因為進化解決了許多化學問題。生命的化學工具 -——蛋白質，經過了優化、改變和更新，創造了令人難以置信的多樣性。

今年的諾貝爾化學獎獲得者受到進化力量的啟發，並使用了與進化相同的原理 ——遺傳變異和選擇 ，研發出解決人類化學問題的蛋白質。

今年諾貝爾化學獎的一部分授予了弗朗西斯·H·阿諾德。 1993年，她進行了酶的第一次定向進化，這些酶是催化化學反應的蛋白質。經她改進的這一技術，如今已經成為開發新型催化劑的常規方法。 阿諾德研發出的酶具有廣泛的用途，包括製造更環保的化學物質（如藥品），以及生產更環保的可再生燃料。

另一半諾貝爾化學獎由喬治·P·史密斯和格雷戈里·P·溫特爵士分享。1985年，史密斯開發了一種巧妙的方法——噬菌體展示（phage display）技術，將噬菌體這種能夠感染細菌的病毒用於新蛋白質的進化。溫特爵士使用噬菌體展示的方法，對抗體進行定向進化，從而獲得新的藥物。第一個用這種方法獲得的藥物阿達木單抗（adalimumab），於2002年獲批並用於類風濕性關節炎，牛皮癬和炎性腸道疾病。

從那時起，噬菌體展示技術產生的抗體可以中和毒素，抵消自身免疫疾病，並且還能治癒轉移性癌症。我們目前還處於定向進化研究的早期階段，但它正在並且能夠在未來給人類帶來更多的助益。

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