Осідлати еволюцію: за що дали нобеля з хімії

Нагородження Нобелівською премією 2018 відзначилось скандалом навколо визначення лауреата з літератури, підняттям дуже важливої теми в номінації на Премію миру, відзначенням впливу інновацій в економіці та практичністю номінантів з природничих напрямків.

Про це на так званому пре-паті перед офіційним нагородженням цьогорічних щасливчиків у Стокгольмі розповіли доповідачі в Києві, запрошені українською POP Science ініціативою “Nobilitet”.

Борис Донський. Фото: Михайло Богомаз

Як одностайно стверджували спікери, які розповідали про природничі номінації, “нобелівку” дають не лише за нові відкриття й бачення в науці. Досить успішно нагороджують й доволі практичні роботи, що нібито особливо нового прориву не роблять, але успішно використовують вже набуті знання й розширюють практичне застосування.

Наприклад, Премію з хімії розбили на два дослідження. Одне стосується винайдення технології фагових дисплеїв, а друге направленої еволюції ферментів.

Як логічно було презентовано під час пре-паті від Nobilitet, наступна доповідь була саме про технології фагового дисплею. Про нього розповів кандидат біологічних наук Борис Донський, відомий як блогер Борис Червонобаба.

“Чи можна щось зробити таке особливе на калькуляторі, чого не можна зробити за допомогою рахівниці”, запитує Борис. У відповіді криється пояснення чому Нобелівську премію дали не за фундаментальні відкриття, що змінюються бачення в науці, а за удосконалення методик.

Приєднуйтесь до спільноти дослідників та мандрівників у Facebook, або спіймай черепаху

А відповідь у тому, що прискорення процесу, як, наприклад, перехід від рахівниці до калькулятора, а від калькулятора до комп’ютера, є революцією, що дозволяє відбутись новим відкриттям у тій же ж таки фундаментальній науці зокрема. За розробку методики фагового дисплея пептидів та антитіл дали “нобеля” Джорджу Сміту (США) та Грегорі Вінтеру (Великобританія).

Джордж Сміт
Грегорі Вінтер

Що ж це за звір такий фаговий дисплей? Це не звір, це приручений вірус, бактеріофаг, який дозволяє маркувати білкові структури, зокрема антитіла. “З погляду імунологів це надзвичайно зручний спосіб, щоб покращити якість отримання моноклональних антитіл”, зазначає Борис Донський. Науковець пояснив, що антитіла це молекули, що продукує імунна система проти чужорідних білкових структур антигенів. Антиген і антитіло підходять одне до одного, як ключ до замка, де замок це антиген,а ключ антитіло. Антитіла мають можливість набувати будь-яких рецепторних структур будь-якої форми. Проти одного антигену може бути дуже багато антитіл на той випадок, якщо перший може змінювати свої структури.

Вчені навчилися робити моноклональні антитіла це антитіла проти єдиної структури. За це теж дали Нобелівську премію, але роками раніше. За словами Бориса, це полягало в поєднанні, наприклад, селезінки миші з раковою пухлиною, що давало можливість виробляти антитіла безперервно.

Читайте: Важко бути Богом: за що дали нобеля з медицини

Цей метод перевернув уявлення про імунну систему. Проте в нього був великий недолік: пошук потрібного антитіла вартував великих грошей і забирав багато часу. Тут якраз на допомогу прийшов фаговий дисплей цьогорічний лауреат. Якщо дуже спрощено пояснити, то фаг, як і всі віруси, має в будові білкову структуру капсид, що “огортає” вірусний геном. Вчені навчилися “змушувати” віруси продукувати потрібну їм білкову струкутуру. Таким способом, до прикладу, можна змусити вірус спродукувати антиген й завдяки вивченню взаємодії цього антигену з антитілами відсортувати конкретні антитіла, які треба для подальшого застосування, як от виробництво ліків.

Френсіс Арнольд

Якщо ви осилили метод фаговий дисплей, то досягнення наступної лауреатки Френсіс Арнольд (США) буде зрозумілішим. Учена отримала Нобелівську премію за направлену еволюцію ензимів. Ензими або ферменти це білкові молекули-каталізатори, які забезпечують перебіг реакцій в живих організмах.

Про досягнення Арнольд розповіла кандидат біологічних наук Оксана Півень.

“Це поєднання фундаментальної науки й практичного застосування вже сьогодні”, охарактеризувала Оксана роботу цьогорічної лауреатки. Що ж зробила пані Арнольд? Вона взяла відомий науці модельний організм Escherichia coli й змушувала її кодувати ферменти. В процесі дослідів вносили мутації, які дозволили отримати ферменти, що працюють в сотні раз швидше, ніж їхній дикий попередник. Також показником була можливість роботи цих ферментів у визначених розчинах. Протягом своїх досліджень Арнольд назбирала величезну бібліотеку білкових структур, які зараз використовують у промислових масштабах.

Оксана Півень. Фото: Михайло Богомаз

“Із застосування технології вченій вдалося отримати принципово нові ензими, які могли працювати при температурах або вищих, або нижчих, ніж ті, що є в наших клітинках, які працювали точніше й швидше, які працювали стабільніше і взагалі робити нові реакції, які їхні родичі в житті своєму ніколи не виконували”, пояснює Оксана Півень.

Цей метод використовують в різних сферах життя, ми використовуємо його здобутки кожен день. Зараз Арнольд зосередилася над розробкою дружнього до довкілля палива й пластику саме завдяки своєму методу. “Хочу зазначити, що ця робота була б неможливою без попередніх досліджень і винаходів інших вчених, стверджує Оксана Півень. Це така башточка на величезній фортеці фундаментальної науки”.

Ваш доброчинний внесок миттєво допоможе нам підтримати те, про що Ви та ваші близькі дізнаєтесь на сторінках журналу

Наталія Шевченко
  • 4 Posts
  • 0дописів
журналіст, фотограф - анімаліст. Знимкую дику природу в компанії Bogomaz Conservation Photography. Дописую в National Geographic та знімаю документальні фільми.