Cette année, le prix Nobel de chimie a été attribué à trois chercheurs dont les travaux novateurs sur les protéines ont, selon les termes d'un membre du comité, "appliqué les principes de Darwin dans des éprouvettes".
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Frances H. Arnold du California Institute of Technology - seule la cinquième femme récipiendaire d'un prix Nobel dans les 117 ans d'existence du prix de la chimie - a été reconnue pour avoir mené la première évolution dirigée d'enzymes ou de catalyseurs permettant la production de substances chimiques, telles que l'environnement. produits pharmaceutiques et biocarburants respectueux de l'environnement. George P. Smith de l'Université du Missouri et Sir Gregory P. Winter du Laboratoire de biologie moléculaire MRC de Cambridge ont été honorés pour leurs contributions à la méthode de présentation sur phage, qui peut être utilisée pour développer de nouvelles protéines et produire de puissants produits pharmaceutiques.
Arnold remportera la moitié de la dotation d'environ 1, 01 million de dollars, tandis que Smith et Winter se partageront les fonds restants.
Selon une déclaration publiée par l'Académie royale des sciences de Suède, chargée de nommer et de sélectionner les lauréats du prix Nobel de physique et de chimie, les trois lauréats "se sont inspirés du pouvoir de l'évolution et ont utilisé les mêmes principes - changement génétique et sélection —Développer des protéines qui résolvent les problèmes chimiques de l'homme. "
Frances Arnold, lauréate du Prix Nobel 2018, a dirigé la première évolution dirigée des enzymes, qui sont des protéines qui catalysent les réactions chimiques. Les enzymes produites par évolution dirigée sont utilisées pour tout fabriquer, des biocarburants à pic.twitter.com/TGRxgjEHzv
- Le prix Nobel (@NobelPrize) 3 octobre 2018
Nicola Davis du Guardian signale que l’évolution dirigée d’Arnold (protéines qui catalysent ou accélèrent les réactions chimiques) se résume essentiellement à l’introduction de mutations génétiques qui permettent aux enzymes d’agir plus efficacement ou de façon moins efficace.
Ce processus est inspiré par l’évolution: selon la théorie de Charles Darwin, les organismes dotés de traits avantageux tendent à avoir davantage de progénitures et finissent par déclencher la sélection naturelle, ce qui favorise ceux qui sont équipés pour la survie et la reproduction par rapport à ceux moins adaptés à leur environnement. Dans les expériences d'Arnold, ces caractéristiques avantageuses correspondent à des enzymes mutées qui présentent un haut niveau d'efficacité et peuvent remplacer les solvants puissants, les métaux lourds et les acides corrosifs dans la production de produits pharmaceutiques, de plastiques et d'autres produits chimiques.
Les travaux d'Arnold l'ont placée à la pointe de la recherche sur les enzymes. L'Académie royale de Suède note que les catalyseurs produits dans son laboratoire peuvent produire des matériaux qui n'existent pas encore dans la nature, accélérer les réactions chimiques, produire moins de sous-produits et, dans certains cas, remplacer les métaux lourds habituellement utilisés dans la chimie traditionnelle. Actuellement, son principal domaine d'activité est la production d'énergie renouvelable, avec pour objectif à long terme de créer un carburant respectueux de l'environnement qui révolutionnera le secteur des transports.
«Il y a vingt-cinq ans, [cette technologie] était considérée comme une frange lunatique», a expliqué Arnold dans une interview en 2014 marquant son intronisation au Temple de la renommée des inventeurs nationaux. «Les scientifiques n'ont pas fait ça. Les messieurs ne l'ont pas fait. Mais puisque je suis un ingénieur et non un gentleman, cela ne me posait pas de problème.
En tant que cinquième femme sur plus de 178 lauréats à recevoir le prix de la chimie, la victoire d'Arnold est significative. Erin Ross a rapporté pour Axios l'année dernière que 3% des prix scientifiques ont été attribués à des femmes scientifiques. Les femmes scientifiques ont toujours été snobées par le comité Nobel. La troisième femme à recevoir le prix de physique a été récompensée hier.
Le lauréat 2018 du prix NobelPrize, George Smith, a mis au point une méthode appelée «phage display», dans laquelle un bactériophage, un virus qui infecte les bactéries, peut être utilisé pour développer de nouvelles protéines. pic.twitter.com/roX8uOFICe
- Le prix Nobel (@NobelPrize) 3 octobre 2018
Les autres lauréats de cette année, Smith et Winter, ont tous deux apporté une contribution importante à la méthode de présentation sur phage, qui détecte un virus infectant les bactéries, connu sous le nom de bactériophage, utilisé dans l'évolution de nouvelles protéines. Smith a mis au point ce procédé en 1985 et Winter s’appuie sur ses recherches pour effectuer l’évolution dirigée des anticorps et, par la suite, la production de nouveaux produits pharmaceutiques.
Selon une déclaration de la Royal Swedish Academy, Smith savait qu'il était possible de manipuler le matériel génétique d'un phage (virus infectant les bactéries) et de modifier les molécules recouvrant sa surface. Il a donc décidé d'utiliser le virus comme moyen d'identifier un gène inconnu pour un virus. protéine connue, et vice versa. Comme l'explique Davis de The Guardian, une fois que Smith a inséré un gène spécifique dans un phage, il a pu identifier la protéine émergée à sa surface et mieux comprendre la relation entre certains gènes et certaines protéines.
Sir Gregory Winter, lauréat du #NobelPrize in Chemistry, a utilisé l’affichage sur phage pour produire de nouveaux produits pharmaceutiques. Aujourd'hui, les phages ont produit des anticorps capables de neutraliser les toxines, de lutter contre les maladies auto-immunes et de guérir le cancer métastatique. pic.twitter.com/p5fOfo0DwJ
- Le prix Nobel (@NobelPrize) 3 octobre 2018
Les recherches de Winter s'appuient sur l'affichage de la phase pour l'évolution dirigée d'anticorps, ou de protéines en forme de Y qui s'attachent aux virus et aux bactéries infectieux et indiquent aux cellules immunitaires qu'elles doivent se protéger d'une tentative d'invasion. Au cours des années 1990, ses collègues et lui se sont lancés dans la conception de produits pharmaceutiques qui agissaient comme des anticorps pour bloquer des maladies spécifiques. En 2002, ils avaient créé un produit pharmaceutique inspiré des anticorps officiellement approuvé pour le traitement de la polyarthrite rhumatoïde. De nos jours, les anticorps présentés sur le phage peuvent être utilisés pour traiter des maladies aussi variées que le cancer métastatique, les maladies inflammatoires de l'intestin et l'intoxication par le charbon.
"Pratiquement tous les lauréats du prix Nobel comprennent que le prix qu'il a obtenu est basé sur de nombreux précédents, sur un grand nombre d'idées et de recherches qu'il exploite parce qu'il se trouve au bon endroit au bon moment", a déclaré Smith tôt le matin. entretien avec l'Associated Press.
Il conclut: «Très peu de recherches innovantes sont novatrices. Pratiquement tous s'appuient sur ce qui s'est passé auparavant. C'est un hasard. Ce fut certainement le cas avec mon travail. Le mien était une idée issue d'un axe de recherche qui s'est construit très naturellement sur les axes de recherche précédents. »
