北京时间10月3日下午，2018年诺贝尔化学奖在瑞典揭晓。今年这一奖项颁给美国科学家弗朗西丝·阿诺德和乔治·史密斯以及英国科学家格雷戈里·温特，以表彰他们在酶的定向演化以及用于多肽和抗体的噬菌体展示技术方面取得的成果。

  继10月2日诺贝尔物理学奖产生一位女性获奖者后，弗朗西丝·阿诺德成为今年第二位女性诺奖获得者，她也是诺贝尔化学奖史上第5位获奖女性。

  现代快报/ZAKER南京记者 马壮壮 蔡梦莹

  揭晓

  三位科学家

  因进化控制获奖

  根据《人民日报》的相关直播报道，今年的诺贝尔化学奖一半颁给美国化学家弗朗西丝·阿诺德，奖励她实现了酶的定向演化；另一半颁发给美国科学家乔治·史密斯和英国科学家格雷戈里·温特，奖励他们实现了多肽和抗体的噬菌体呈现技术。据了解，今年诺贝尔化学奖得主的主要贡献是进化控制，以及使用进化变化和选择的相同原理，开发设计解决人类化学问题的蛋白质。

  据外媒的资料，弗朗西丝·阿诺德是美国的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。

  乔治·史密斯是美国一位化学家，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（感染细菌的病毒）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，从而提供编码的基因信息。

  格雷戈里·温特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。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。

  解读

  诺贝尔化学奖得主们“掌控” 了演化

  据“@果壳”介绍，通过定向演化生产的酶现用来制造从生物燃料到药品的一切；采用噬菌体呈现技术演化出的抗体可以对抗自体免疫疾病，甚至治愈转移癌。据了解，蛋白质作为生命的化学工具，经过优化、改变和更新，从而创造出惊人的多样性。

  1993年，弗朗西丝·阿诺德第一次进行了酶（也即催化化学反应的蛋白质）的定向演化。后来她所改良的方法，如今已日常用于新催化剂的开发。基于她的研究成果，可以更加环保地制造化学产品，比如药物，还能生产可再生的燃料，让交通运输更加绿色环保。

  1985年，乔治·史密斯发展出了一种名叫“噬菌体呈现”的优雅技术，让噬菌体（一种能够感染细菌的病毒）能被用来演化出新的蛋白质。随后，格雷戈里·温特把噬菌体呈现用于抗体的定向演化上，目标是制造新的药物。第一个基于这种方法创造出来的药物——阿达木单抗于2002年获批，被用于风湿性关节炎、银屑病和炎症性肠病。如今，噬菌体呈现所生产的抗体已经能中和毒素，对抗自体免疫病，甚至治疗转移的癌症。

  一位南京大学教授告诉记者，说到底这与生物领域中的“人工进化”概念有关。以我们人类伙伴——狗为例，在数千年前，狗是从狼这一物种逐渐演化而来的， 在中间经历非常漫长的自然选择过程。而到今天，既有体型较大的藏獒，也有迷你的茶杯犬，这就是人工进化选择的结果。在细菌酶工程改造领域也是如此，在人为引入随机遗传突变的基础上，建立一个高效的人工进化选择系统，筛选出适应重污染（如高浓度酸性）的酶，就能用以解决环境问题。 而利用噬菌体展示的抗体筛选，是把本来发生在动物体内的抗体定向选择过程，放在体外实现，通过筛选和抗原产生高亲和结合的抗体，直接发现可能有临床治疗作用的抗体。第一个全人源化的抗体就是这样产生的，每年的销售额高达数十亿美元。就是让这样的演化过程加快，所以，这三位学者所做的研究是在技术上的重大创新，并且已经在工业界和在临床上得到了广泛应用。定向进化选择也是目前生物学领域中非常火热的“合成生物学”领域的重要内容，有望对人类生活产生巨大影响。