Нобелевка по химии: биология, белки и вмешательство в эволюцию

3 октября стали известны последние «естественные» лауреаты Нобелевской премии — по химии. Ими стали Фрэнсис Арнольд, Джордж Смит и Грег Уинтер. Они награждены за «направленную эволюцию ферментов» и «метод фагового дисплея для пептидов и антител».

Нобелевская премия по химии 2018 года снова досталась молекулярным биологам. Как и премию по физике, ее присудили в том числе и женщине. Фрэнсис Арнольд стала пятой в истории женщиной — нобелиатом по «химии» (это слово нельзя не взять в кавычки; в российском сегменте Facebook с часу дня — вал постов от химиков, общий смысл которых резюмировал член-корреспондент РАН, директор Института общей и неорганической химии РАН Владимир Иванов: «Уже традиционно: в этом году Нобелевскую премию по химии решили не присуждать»).

Кстати, как и премия по физике, «химическая» премия в этом году присуждена за два совершенно разных открытия. Половину премии заберет себе Фрэнсис Арнольд, представляющая Калифорнийский технологический институт в Пасадине (США). По четверти суммы уйдет на счета Джорджа Смита из Университета Миссури (США) и сэра Грегори Уинтера, единственного англичанина из этой троицы, который представляет Лабораторию молекулярной биологии в Кембридже.

Итак, что же сделали эти достойнейшие люди? Какую пользу они принесли человечеству, чтобы соответствовать завещанию Альфреда Нобеля?

Что же, с пользой тут все в порядке. Фрэнсис Арнольд придумала метод направленной эволюции ферментов — белков, ускоряющих реакции. В 1983 году она впервые провела с его помощью синтез новых белков. Как это работает? Случайным методом мы вносим мутации в ген, который кодирует фермент, затем отбираем из получившихся мутантных белков ферменты с наилучшими свойствами, а потом повторяем процесс снова и снова. Таким образом удается максимально быстро получить наиболее работоспособные белки. Все как в жизни.

Работы же Смита и Уинтера посвящены совершенно другой теме. Джордж Смит придумал так называемый фаговый дисплей. Очень красивая методика позволила увидеть, какой в точности белок кодирует тот или иной ген и каковы его функции.

Для этого нам нужен ген (а как мы помним, ген — это участок ДНК, кодирующий отдельный белок) и бактериофаг (вирус, который поражает бактерии). Мы вставляем нужный нам ген в геном капсида, белковой оболочки, бактериофага, и искомый белок появляется на оболочке этого вируса, как на дисплее. Теперь у нас есть возможность посмотреть, как белок взаимодействует с другими белками.

Что же сделал Грегори Уинтер? Он работал с антителами человека, сумев вынести и их на экран бактериофагового дисплея. Таким образом удалось наиболее быстро и эффективно отбирать антитела (тоже при помощи направленной эволюции) для лечения различных заболеваний.

Именно Уинтер создал первое моноклональное антитело. Адалимумаб и поныне с успехом применяется для лечения таких тяжелых заболеваний, как ревматоидный артрит, болезнь Крона, хронический бляшечный псориаз, активный анкилозирующий спондилит и другие.

Напомним, что компания Clarivate Analytics традиционно предсказывала возможных лауреатов этого года на основе наукометрических данных. И традиционно не угадала никого. Компания назвала фаворитами этого года американца Эрика Якобсена, британца Джорджа Шелдрика и американку Джоанну Стабб. Первый добился исключительных успехов в плане разработки новых органических катализаторов, ускоряющих химические реакции. Второй создал программу SHELX, которая позволяет обрабатывать и визуализировать кристаллографические данные. Третья открыла ферменты, которые могут превращать рибонуклеотиды («буквы» РНК) в дезоксирибонуклеотиды («буквы» ДНК).

Китайская журналистка на церемонии объявления лауреатов спросила у Нобелевского комитета: «Почему физиология и медицина, а также химия вытесняются молекулярной биологией?» «Потому что это приносит пользу человечеству», — так можно вкратце пересказать пространный ответ члена Нобелевского комитета. С одной стороны, он прав. Кроме того, отрадно, что Нобелевский комитет в этом году так отмечает женщин... Но вот вам парадокс: среди пяти лауреатов по химии (Мария Кюри (1911 год), ее дочь Ирен Жолио-Кюри (1935 год), Дороти Кроуфут Ходжкин (1964 год), Ада Йонат (2009 год) и Фрэнсис Арнольд) нет ни одной женщины — «классического» химика. Непорядок!

Понравился материал? Добавьте Indicator.Ru в «Мои источники» Яндекс.Новостей и читайте нас чаще.

Подписывайтесь на Indicator.Ru в соцсетях: Facebook, ВКонтакте, Twitter, Telegram, Одноклассники.