生命的多样化彰显着进化的力量。2018年诺贝尔化学奖得主对进化采取了掌控,目的在于用其为人类带来最大福音。通过定向进化而产生的酶被广泛用于制造多种物品,它包含从生物燃料到药品的一切化学物质。抗体通过一种名为噬菌体展示的方法进化而成,这种方法能对抗自身免疫病,在某些情况下甚至还能治愈转移性癌症。
自从第一批生命的种子在约37亿年前诞生以来,地球上的几乎每一个裂口都充满着不同的微生物。生命蔓延到了温泉、深海,还有干燥的沙漠深处,这一切都是因为许多化学问题都已经被进化解决。生命的化学工具——蛋白质——已经被优化、改变和更新,创造出了难以置信的多样性。今年的诺贝尔化学奖得主正是受到了进化力量的启发,他们使用相同的原理来开发蛋白质以解决人类的化学问题,这些原理便是遗传变化和遗传选择。
Frances H. Arnold获得了今年诺贝尔化学奖的一半。1993年,她完成了酶(催化化学反应的蛋白质)的首次定向进化。从那时起,现在已被用于开发新型催化剂的常规方法得到了长足的改进。Frances Arnold的酶的用途包括制造更环保的化学物质(例如药品),以及生产用于交通运输的更环保的可再生燃料。
今年诺贝尔化学奖的另一半由George P. Smith和Gregory P. Winter分享。1985年,George Smith发明了一种被称为噬菌体展示(phage display)的巧妙方法。噬菌体是一种能感染细菌的病毒,它们可以被用来进化新的蛋白质。Gregory Winter将噬菌体展示技术用于引导抗体的定向进化,目的在于生产新的药物。
基于这种方法所制成的第一种药物是阿达木单抗(adalimumab),已于2002年获得批准,被用于类风湿性关节炎、牛皮癣和炎性肠疾病。自那以后,噬菌体展示已经产生了能够中和毒素、对抗自身免疫疾病以及能治疗转移性癌症的抗体。