瑞典皇家學院昨指出,三位學者「把達爾文原理應用在試管中」,透過基因突變與選擇,「讓演化速度加快數千倍,並藉此創造出新的蛋白質」,在促成更環保的化學業、生產新材料、製造永續性生物燃料,以及減輕疾病和拯救生命等方面居功厥偉。
62歲美國女學者阿諾(Frances Arnold)在1993年完成首個酵素「定向演化」,並不斷精進工程方法,因而獲得半數獎金,也成為史上第5位贏得諾貝爾化學獎的女性。如今藉她研發方法所生產的酵素,已運用在生物燃料等業界,例如把甘蔗轉為生物燃料,以及改善洗衣精、洗碗精等化學物質,使它們更環保、在冷水中洗淨力也更強等,應用範圍相當廣泛。
中研院長廖俊智解釋,一般蛋白質演化須上億年,但阿諾透過分子生物技術,讓蛋白質在試管內能很快突變,變成所需要的性質,以適用於工業與醫界。阿諾改良蛋白質性質,讓蛋白質的活性更完美,也能適應人工所需的環境。舉例來說,洗衣粉的酵素能把衣服洗得更乾淨,不過酵素碰到熱水會出現不穩定狀況,透過阿諾的技術,能讓酵素在熱水中更穩定。此外,其技術對於再生能源也有很大幫助。
中研院分子生物研究所研究員趙裕展分析,很多蛋白質發酵時發酵槽會增溫,造成蛋白質失效,阿諾最大的貢獻在於發展新的電腦程式,利用程式重新整理蛋白質的結構,能增加蛋白質的耐熱程度,讓蛋白質在高溫也能保持活性。
另兩位桂冠得主則是美國學者史密斯(George Smith )和英國學者溫特(Gregory Winter),因「胜肽和抗體的噬菌體展示技術」上的貢獻,可平分另一半獎金。評審委員指稱,兩人研究成果「對醫療帶來巨大影響,特別是抗體藥物,不僅副作用更少,效用也更好」。
77歲的史密斯研發噬菌體展示技術,可透過噬菌體演化製造出新的蛋白質;67歲的英國學者溫特則利用該技術製造抗體,可用於新藥研發。目前利用溫特研究所製成的新藥,已在2002年獲得核准使用,主要治療類風濕關節炎、乾癬、腸道炎症等。該技術現在也用來生產各式抗體,藉此中和毒素、對抗自體免疫性疾病,治療癌症移轉等。
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註:以上時間為台灣時間
資料來源:諾貝爾獎官網
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