Источник информации: https://meduza.io/feature/2018/10/03/nobelevskuyu-premiyu-po-himii-dali-za-metody-sozdaniya-novyh-fermentov-i-antitel-kak-eto-rabotaet-i-gde-primenyaetsya
Нобелевскую премию по химии дали за методы создания новых ферментов и антител.
Нобелевскую премии по химии в 2018 году присудили трем исследователям: Фрэнсис Арнольд, Джорджу Смиту и Грегори Уинтеру. Руководитель лаборатории геномной инженерии Московского физико-технического института Павел Волчков объясняет, что именно сделали эти ученые.
За что дали Нобелевскую премию?
Если коротко, премию дали за открытие методов, благодаря которым стало возможным изменять ферменты и создавать новые антитела.
Что это за методы?
Первый метод называется «направленная эволюция ферментов». Вот у вас есть какой-то фермент, который закодирован в определенном гене, и вы хотите, чтобы он работал еще лучше или немного по-другому. Например, чтобы он что-то делал не с глюкозой, как обычно, а с близкородственной молекулой — галактозой. Мы не знаем, как именно нам нужно для этого изменить фермент, вариантов очень много. Но мы знаем, в какой части фермента должны произойти эти изменения. Поэтому мы действуем, по сути, банальным подбором: составляем библиотеки, в которых собраны разные варианты этого гена — с самыми разными мутациями, которые, соответственно, приводят к изменениям в белке. Мы загоняем этот ген в бактерию и заставляем ее производить нужный фермент. Система организована так, что, если клетка с этим геном не может делать то, что нужно, она погибает (таких, кстати, будет большинство). Затем можно использовать антибиотики или токсичные вещества, что спровоцирует новые мутации, помогающие приспособиться к таким условиям. В итоге в живых останутся только те бактерии, которые производят самые эффективные в нужной нам области ферменты. То есть это эволюционный процесс, только систему отбора создают сами ученые.
Второй метод, за который дали премию, — фаговый дисплей. Одна из областей его использования — направленная эволюция в отношении антител. Только тут используются не бактерии, а бактериофаги — вирусы, которые могут заражать бактерии. У них на поверхности есть белки, и туда можно встроить относительно большой кусок какого-нибудь другого белка.
