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2018诺贝尔化学奖揭晓:三位科学家因进化控制获奖
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文章来源:海外网(北京)   添加人:sl003   添加时间:2018-10-05 23:12:42 点击:241


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海外网10月3日电 当地时间10月3日,瑞典皇家科学院宣布,将2018年诺贝尔化学奖授予2018年诺贝尔化学奖得主为Arnold,Smith,Winter。

根据诺贝尔奖官方网站介绍,诺贝尔化学奖由瑞典皇家科学院负责颁发,始于1901年,以表彰“在化学领域做出最重要发现或发明的人”。

化学是诺贝尔奖创始人阿尔弗雷德·诺贝尔一生中最依赖的科学,他的发明和积累的巨额财富都得益于化学知识。1895年,诺贝尔立下遗嘱,从个人财富中拿出3100万瑞典克朗作为基金,设立诺贝尔奖,用以奖励在几大科学领域中做出重要贡献的人。遗嘱中,他把化学奖放在了第二位,仅次于物理学奖。

从1901年至2017年间,诺贝尔化学奖已颁发过109次,拥有178位获奖者。1911年,居里夫人获得诺贝尔化学奖,成为史上第一个两次获得诺贝尔奖的人。英国学者弗雷德里克·桑格则是唯一一位两次获得诺贝尔化学奖的生物化学家。


 

2017年10月4日,2017年诺贝尔化学奖授予了瑞士科学家雅克·杜博歇、美国科学家约阿希姆·弗兰克以及英国科学家理查德·亨德森,以表彰他们在冷冻显微术领域的贡献。

解读:

  他们驯化了进化的力量

  生命的多样性展示了进化的力量。2018年诺贝尔化学奖的得主们对进化进行控制,使其服务于人类的最大福祉。 通过定向进化产生的酶被应用于各种领域,从生物燃料到制药产业。通过噬菌体展示技术产生的抗体能够对抗自身免疫疾病,甚至在某些情况下可以治愈转移性肿瘤。自从大约37亿年前地球上最早的生命诞生以来,世界上的几乎每一个角落都被各类不同的有机体占据。在热泉之中,在深邃的洋底,在干燥的荒漠都可以找到生命的踪迹,而生命之所以能够做到这些,皆是因为进化的过程中解决了一系列的化学问题。

  生命的化学工具——蛋白质,被不断优化,改变和更新,孕育出无与伦比的多样性。今年的诺贝尔化学奖得主们受到进化现象的启迪,并使用与进化同样的原理——基因突变与选择,产生出特定的蛋白质,以解决人类面临的一些化学问题。今年化学奖的一半奖金授予弗朗西丝•阿诺德。在1993年,她实现了首次酶的定向进化,这是一种对化学反应具有催化作用的特殊蛋白质。自那以后,她不断完善这项技术,并在今天被广泛应用于对新型酶的开发过程之中。

  弗朗西丝•阿诺德开发的酶的应用包括发展更加环保的化学物质生产方式,如制药工业,以及更再生燃料,造福更加绿色的交通出行。

  今年诺贝尔化学奖的另一半奖金授予美国科学家乔治•史密斯以及英国科学家格雷戈里•温特爵士。在1985年,乔治·史密斯开发出一种精妙的,被称作噬菌体展示的技术,这项技术可以让一种可以感染细菌的病毒,即噬菌体来帮助产生新的蛋白质。

  格雷戈里•温特将这项技术应用于抗体的定向进化,其目的是产生新的药物。他成功了。采用这项技术制造的第一种药物是“阿达木单抗” (adalimumab),在2002年被正式批准,用于对类风湿性关节炎,牛皮癣以及炎症性肠道疾病的治疗。

  自那以后,噬菌体展示技术还帮助产生出能够中和毒性物质,对抗自身免疫疾病的抗体,甚至治愈转移性肿瘤。我们正在经历定向进化技术革命的早期阶段,序幕已经拉开,这项技术将以许多不同的方式服务于全人类的最大福祉。

  获奖人:

  弗朗西丝•阿诺德出生于1956年7月25日,她是美国一位科学家和工程师。她开创了定向进化方法,用于制作有用的生物系统,包括:酶、代谢途径、遗传调节回路和有机体。1979年,她在普林斯顿大学获得了机械和航空航天工程学士学位,并获得了加州大学伯克利分校化学工程博士学位。在1986年来到加州理工学院之前,她取得了生物物理化学博士后学位。

  阿诺德在加州理工学院的研究领域是绿色化学和替代能源,其中包括:开发高活性酶(纤维素分解和生物合成酶)和微生物,将可再生生物质转化为燃料和化学物质。2016年,她成为获得“千禧技术奖”的首位女性。

 

  乔治·史密斯出生于1941年,他是美国一位化学家,在密苏里大学哥伦比亚分校担任教授。

  他的主要贡献是研制一种叫做噬菌体展示的实验室技术,使用噬菌体(感染细菌和病毒)与蛋白质连接在一起,研究蛋白质-蛋白质、蛋白质-肽、蛋白质-DNA交互作用,从而提供编码它们的基因信息。在这项技术中,一种编码蛋白质的基因被插入到带外壳蛋白的噬菌体中,导致噬菌体“展示”其外部的蛋白质,同时“展示”包含蛋白质内部的基因,从而证实基因型和表现型之间的联系。这些展示的噬菌体可以与其它蛋白质、多肽或者DNA序列进行筛选,从而检测展示的蛋白质和其它分子之间的相互作用。通过这种方式,大量蛋白质数据库可以在一个叫做“体外选择”的过程中进行筛选和放大,这类似于自然选择过程。

  格雷戈里·温特爵士出生于1951年4月14日,是英国一位生物化学家,他是治疗单克隆抗体的先驱者。他研制一种噬菌体展示技术,可用于抗体治疗。2012年10月2日,他被任命为英国剑桥大学三一学院院长,曾担任剑桥大学分子生物学实验室、医学研究委员会的副主任。同时,也是剑桥大学蛋白质和核酸化学领域领军人物。

  温特研制的噬菌体展示技术应用于抗体定向进化,其目的是制造新药物,实现抗体治疗。基于这项技术制造的第一种药物是“阿达木单抗”,用于治疗类风湿性关节炎,牛皮癣以及炎症性肠道疾病。

  以下是这一奖项的数据与趣闻:

  诺贝尔奖的创立者瑞典人阿尔弗雷德·诺贝尔本人就是一名化学家,曾发明硝化甘油炸药。按照他的遗嘱,诺贝尔化学奖旨在颁给化学方面有重要发现和取得重大成果的人。

  与诺贝尔设立的其他奖项一样,诺贝尔化学奖从1901年开始颁发,在没有评出化学方面重大成果的年份则空缺奖项。直至2017年,诺贝尔化学奖出现过8次空缺,共计颁发109次,其中63次获奖人数为1人,而获奖人数为2人和3人的次数都是23次。

  诺贝尔化学奖得主共计177人,其中英国科学家弗雷德里克·桑格凭借基因测序技术两次获得这项殊荣。

  从年龄上来看,诺贝尔化学奖得主获奖时的平均年龄为58岁,其中最年长者是85岁获奖的美国科学家约翰·芬恩,他因发明对生物大分子进行识别和结构分析的方法于2002年获奖;最年轻的是1935年获奖的法国科学家弗雷德里奥·约里奥,时年35岁,他与夫人伊雷娜·约里奥—居里共同获奖,而这对“科研夫妻档”就是著名的居里夫妇的女婿和女儿。

  由于诺贝尔提名人选的保密期为50年,现阶段公众只能看到1901年至1966年的奖项提名资料。在这期间,诺贝尔化学奖的总提名人数为2931人,在诺贝尔自然科学类奖项中“陪跑”人数居中。

  从历年诺贝尔化学奖得主名单中不难看出,诺贝尔化学奖“混搭”明显,与其他自然科学领域并没有明显的界线。不少人的获奖成就并非出自传统的化学研究,而是涉及生物学、物理学等多重学科,因此诺贝尔化学奖也被调侃为“理科综合奖”,还曾出现过“诺贝尔化学奖颁给物理学家、以奖励他们的成果有益于生物学家”之类的情况。

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