罹患乳腺癌,两任丈夫离世,而她却对科学无比执着,新科诺奖得主原来如此励志!
今晚,全世界的化学家们又黯然神伤了,因为今年的诺贝尔化学奖再一次颁给了生命科学领域的科学家:美国加州理工学院科学家弗朗西斯·阿诺德、美国密苏里大学科学家乔治·史密斯和剑桥大学MRC分子生物实验室格雷格·保罗·温特。
这三位科学家在不同蛋白质领域完成的突破性发现,使蛋白质演化加速成千上百倍,蛋白质催化不同的反应可促进生物制药等领域的突破。他们开发的方法现在正在国际上发展,以促进更环保的化学工业,生产新材料,制造可持续生物燃料,减轻疾病和拯救生命。
简单来说,对蛋白质进行有目标的进化选择,自然界需要几千年来完成,现在在试管里几小时就完成了。
阿诺德提出了蛋白质进化的哲学命题
这次,美国女科学家弗朗西斯·阿诺德因研究酶的定向进化而分享了一半奖金。
华南理工大学教授林章凛教授在1996年到1999年间,跟随阿诺德从事博士后研究。
“她对科学的思考具有哲学的高度。”他告诉记者,1990年前后,阿诺德提出了一个问题:人类能够设计化学分子,却还不知道如何设计蛋白质分子,最好的办法是模拟自然的进化过程,以获得人类所需要的蛋白质,比如酶、抗体等等。
这位女科学家不仅提出思想,还发展出了一套实验方法,实现了在试管里完成“蛋白质的进化。“她从2000年左右成为美国工程院院士后,又获得了美国科学院、美国医学院的院士。她得诺奖其实只是时间问题。”
中国科学院上海有机化学研究所研究员周佳海告诉记者,这听起来很玄乎,其实我们每天都能感受到。还记得常用的洗衣粉突然变得“只需少量,就能瓦解汗渍、血渍等顽固污垢”?那就得益于阿诺德这套方法在工业上的应用,因为工业界靠此方法,很快筛选到了一种改造酶,只需添加少量在洗衣粉中,就能将有机污渍“消化”掉。
当然,这种技术也被用在制药中。2010年,美国默克公司利用这一技术获得了一种改造酶,替换掉了原本在药物生产中使用的一种金属催化剂,使制药更加绿色。
根据维基百科,这位女科学家的人生其实十分坎坷,先后遭遇过两位丈夫的离世,本身还罹患过乳腺癌,却拥有对科学无比的执着和热爱。
“她是我见过的最聪明的人之一。对学生或者博士后的要求也非常高。”林章凛说,她对科学基础问题非常执着,“我希望有生之年能够达到她这样的境界。”比如,近年来,阿诺德一直在思考,除了碳基生命,是否还有别的生命形式的存在,并已经在美国《科学》杂志上发表了多篇相关论文。
抗体药物因他们而迅速发展
这次,乔治·史密斯和格雷格·保罗·温特因缩氨酸的噬菌体展示技术而共享另一半奖金。
其实,这两位为了该技术的一些专利,还打过一场比较激烈的官司,最终史密斯得到了美国的专利权,而温特拥有了欧洲的专利权。
要知道,抗体药物的含金量实在太高了。温特38岁时就创办了剑桥抗体技术公司,在2006年被阿斯利康收购。当时,温特的公司拥有2002年获批上市的抗体药物阿达木,如今在全球抗体药物中排名第一,销售额以十亿美元计。
阿达木就是用抗体定向演化技术开发出来的第一个新药。
究竟怎么回事?这个成果可以说是阿诺德科学思想在抗体药物上的推广和发展。中国科学院上海药物研究所研究员王明伟告诉记者,这两位使抗体药物的研发、生产,发生了颠覆性改变。
史密斯开创了一种“噬菌体展示”的方法,它让蛋白质会在病毒表面展示,可以让科学家看着蛋白质,就能轻松挑选出所需的基因。而作为抗体工程奠基人之一的温特,则将该技术用于抗体改造,发展出了抗体定向演化技术。
以前,抗体是由实验鼠等动物产生的,这些动物抗体如果注射到人体内,会引起人体强烈的排斥。怎样将动物抗体改造成人的抗体?温特的抗体定向演化技术,就能方便地实现这一目的。
“所以,这次诺贝尔化学奖的公布,抗体药物公司的关注度甚至超过了科学界。”百济神州生物科技公司主任研究员曲亮的导师是温特的学生,他告诉记者,阿达木可以用于治疗类风湿性关节炎、银屑病、炎症性肠病,患者往往需要终身服药,因此销售额极高。此后,噬菌体展示还产生了可以中和毒素、抵抗自身免疫疾病和治愈转移性癌症的多种抗体。
作者:许琦敏 金婉霞
编辑:朱颖婕
责任编辑:任荃
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