解读2018年诺贝尔化学奖成果：用进化的力量解决化学问题

新华社斯德哥尔摩10月3日电——科普:用进化的力量解决化学问题——解读2018年诺贝尔化学奖

新华社记者张嘉玮付益铭

地球上的生命最终通过长期进化获得了强大的适应性，并分散在各种恶劣的环境中，包括温泉、深海和沙漠。如果我们能依靠进化的力量，我们在化学工业和医学等许多领域遇到的问题将会得到解决。

基于同样的想法，美国科学家弗朗西斯·阿诺德、乔治·史密斯和英国科学家格雷戈里·温特在实验室模拟自然进化，通过不同的方式释放进化的力量，取得了显著的成果。因此，他们获得了2018年诺贝尔化学奖。

在全球发展清洁能源的过程中，成本与效率和清洁度之间一直存在矛盾。传统方法已经很难适应发展。研究人员需要找到新的方法来实现这个目标。阿诺德没有把他的希望放在传统的化学方法上，而是放在酶上。酶是由活细胞产生的蛋白质或核糖核酸，对其底物具有高特异性和高催化效率。它们是一种重要的生物催化剂。

著名教授、中国教育部长江学者、华南理工大学生物科学与工程学院院长林在阿诺德实验室担任博士后。在接受新华社记者采访时，阿诺德最大的原创贡献在于改变了人类想要合理设计生物分子的原始观念，提出在实验室模拟自然进化，通过随机突变、随机杂交、适当规模的筛选或选择来进化新的生物分子。

"这是哲学和方法论对生物化学领域的巨大贡献."林说。

阿诺德在1993年完成了第一个酶的定向进化实验，并首次实现了她的理论。经过多年的发展，阿诺德的实验室已经能够生产出催化自然界中不存在的化学反应的酶，从而生产出全新的材料。她的“特制”酶现在是制造包括药物在内的许多材料的重要工具，可以避免在生产过程中产生许多污染环境的副产品。

史密斯与阿诺德分享了今年的诺贝尔化学奖，他开发了一种叫做噬菌体展示的新技术。他利用一种能感染细菌的病毒噬菌体，将外源蛋白或多肽的DNA序列插入噬菌体外壳蛋白结构基因的适当位置，使外源基因随着外壳蛋白的表达而表达，同时，外源蛋白随着噬菌体的重组而展示在噬菌体表面。这项技术可以应用于研究与蛋白质相互作用的配体和蛋白质的进化。

温特将史密斯的技术应用于抗体的定向进化，以改善它们在疾病治疗中的一些特性。基于这项新技术开发的药物已于2002年获得批准，可用于治疗类风湿性关节炎和其他疾病。

诺贝尔化学奖委员会成员彼得·索姆辉在接受新华社采访时表示，基于史密斯和温特的研究成果开发的新抗体可以有效地应用于人体，现在许多畅销药物都得益于它们。