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借进化神功,驭千军万马—诺贝尔化学奖又颁给生物学

  来源:中国科普博览

  2018年诺贝尔化学奖于北京时间10月3日18时许揭晓。两位美国科学家和一位英国科学家获得了该项荣誉。与诺贝尔物理学奖类似,化学奖也颇有“黑马”的意思。当然,争议归争议,获奖成果本身的含金量绝对对得起这份表彰。

  诺贝尔奖委员会在最初宣布奖项时,用深情而充满诗意的语调,告诉大家今年三位获奖者的获奖理由是“利用进化的力量”。

三位获奖学者,来源:诺贝尔奖官网

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三位获奖学者,来源:诺贝尔奖官网

  美国女科学家、加利福尼亚理工学院教授Frances H。 Arnold因在定向进化(directed evolution)领域做出的开创性工作而独享一半的奖项。定向进化通过人为模拟进化发生的过程,诱使蛋白质等生物分子的结构发生变化,使之能够实现特定的功能。值得一提的是,Frances H。 Arnold是第五位获得诺贝尔化学奖的女性。

  美国科学家George P。 Smith和英国科学家Greg Winter由于在噬菌体展示技术(phage display technology)中的贡献而分享另一半的奖项。目前噬菌体展示技术已经成为药物开发的重要工具。

  两组获奖成果的本质都是利用生物细胞中内在的生理过程来实现特定的应用目的,而这个生理过程便是细胞在基因控制下合成蛋白质,它是生物体中永不停息的生化过程。今天,我们现以定向进化技术为例,介绍一下这几位科学家发明的技术是如何利用进化的力量驾驭亿万微小分子,从而造福于世的。

葡萄糖苷酶的结构示意图,来源:Thomas
Shafee
PhD
thesis,
CC
BY
4.0

葡萄糖苷酶的结构示意图,来源:Thomas Shafee PhD thesis, CC BY 4.0

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