他們駕馭了進化的力量，2018諾貝爾化學獎公布！

2018年諾貝爾化學獎授予: Frances H. Arnold、George P. Smith和Sir Gregory P. Winter

以表彰他們在「酶的定向進化研究，以及用於多肽和抗體的噬菌體展示技術的貢獻」

生命的多樣化彰顯著進化的力量。2018年諾貝爾化學獎得主對進化採取了掌控，目的在於用其為人類帶來最大福音。通過定向進化而產生的酶被廣泛用於製造多種物品，它包含從生物燃料到藥品的一切化學物質。抗體通過一種名為噬菌體展示的方法進化而成，這種方法能對抗自身免疫病，在某些情況下甚至還能治癒轉移性癌症。

○ 圖一：2018年諾貝爾化學獎得主運用了進化的理論，並在他們的實驗室里進一步推進了它。

自從第一批生命的種子在約37億年前誕生以來，地球上的幾乎每一個裂口都充滿著不同的微生物。生命蔓延到了溫泉、深海，還有乾燥的沙漠深處，這一切都是因為許多化學問題都已經被進化解決。生命的化學工具——蛋白質——已經被優化、改變和更新，創造出了難以置信的多樣性。

今年的諾貝爾化學獎得主正是受到了進化力量的啟發，他們使用相同的原理來開發蛋白質以解決人類的化學問題，這些原理便是遺傳變化和遺傳選擇。

○ 圖二：酶定向進化的基本原理。經過幾個定向進化的周期後，一種酶的效力可能會提高几千倍。

Frances H. Arnold獲得了今年諾貝爾化學獎的一半。1993年，她完成了酶（催化化學反應的蛋白質）的首次定向進化。從那時起，現在已被用於開發新型催化劑的常規方法得到了長足的改進。Frances Arnold的酶的用途包括製造更環保的化學物質（例如藥品），以及生產用於交通運輸的更環保的可再生燃料。

○ 圖三：噬菌體展示——George Smith新發明這種方法，被用於發現已知蛋白質的未知基因。

今年諾貝爾化學獎的另一半由George P. Smith和Gregory P. Winter分享。1985年，George Smith發明了一種被稱為噬菌體展示（phage display）的巧妙方法。噬菌體是一種能感染細菌的病毒，它們可以被用來進化新的蛋白質。Gregory Winter將噬菌體展示技術用於引導抗體的定向進化，目的在於生產新的藥物。基於這種方法所製成的第一種藥物是阿達木單抗（adalimumab），已於2002年獲得批准，被用於類風濕性關節炎、牛皮癬和炎性腸疾病。自那以後，噬菌體展示已經產生了能夠中和毒素、對抗自身免疫疾病以及能治療轉移性癌症的抗體。

○ 圖四：用噬菌體展示抗體定向進化的原理。這種方法被用於生產新的藥物。

目前，我們正處於定向進化革命的初期，而這場革命正以各種不同的方式努力為人類帶來、並終將帶來最大的收益。

參考來源：

https://www.nobelprize.org

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