Nobelovu cenu 2018 za chemii dostali tři vědci za využití sil evoluce

Královská akademie věd ve švédském Stockholmu vyhlásila laureáty Nobelovy ceny za chemii. Trojice vědců Frances H. Arnoldová, George P. Smith a sir Gregory P. Winter pomohla pochopit a využít principy řízené evoluce. Její principy pak využili k tomu, aby laboratorně vyvinuli proteiny, které ulehčují lidem život.

Nobelovy ceny za chemii 2018
Zdroj: Reuters

Tyto enzymy se používají v širokém spektru každodenních činností – od výroby biopaliv až po vývoj nových léčiv. Protilátky, které vznikají pomocí metody takzvaného fágového displeje, zase mohou úspěšně bojovat s autoimunními poruchami, a dokonce v některých případech léčit rakovinové metastáze.

Od okamžiku, kdy se na Zemi před přibližně 3,7 miliardy let objevil první život, zaplnila se téměř celá nejrůznějšími druhy organismů. Život pronikl na ta nejméně pravděpodobná místa na planetě – do horkých pramenů, nejhlubších míst oceánů i na zcela vyschlé pouště. A to všechno proto, že evoluce se postarala o vyřešení mnoha chemických problémů.

Základní nástroje, které život používá k existenci – především proteiny – byly evolucí vylepšovány, měněny, upravovány a specializovány. Díky tomu je jich dnes neuvěřitelné množství a je mezi nimi neskutečná variabilita.

Letošní Nobelova cena za chemii byla inspirována právě touto evoluční silou, kterou vědci využili, aby vyřešili ty nejpalčivější problémy, které lidstvo trápí.

Polovinu letošní ceny dostala Frances H. Arnoldová. Roku 1993 provedla první přímou řízenou evoluci enzymů – což jsou proteiny, které pomáhají chemických reakcím. Od té doby vypracovala metody, které se dnes rutinně používají v mnoha oborech ke vzniku nových katalyzátorů, tedy právě látek, které reakce urychlují nebo je zpomalují.

Díky práci Frances H. Arnoldové tak dnes lidstvo disponuje metodami pro výrobu chemikálií, které jsou mnohem méně škodlivé pro životní prostředí – to se týká především výroby léčiv. Ale také se tyto katalyzátory používají při výrobě biopaliv pro ekologičtější dopravu.

Druhou polovinu odměny za Nobelovu cenu za chemii si rozdělili George P. Smith a sir Gregory P. Winter. Smith roku 1985 vyvinul elegantní metodu, které se dnes říká fágový displej. Spočívá v tom, že bakteriofág (tedy virus napadající bakterie) může být využitý pro vývoj nových proteinů.

Sir Winter pak tuto metodu použil pro přímou evoluci protilátek – jeho hlavním cílem byl vývoj nových léčiv. První takový lék vznikl roku 2002, jmenuje se adalimumab a používá se velmi účinně proti revmatoidní artritidě, lupénce nebo zánětlivým onemocněním střev. Od té doby se díky této metodě podařilo vytvořit protilátky, které umí neutralizovat jedy, léčit autoimunní nemoci a také bojovat úspěšně proti rakovině.

Vědci jsou v tomto mladém oboru čím dál blíž dalším revolučním objevům, které by mohly lidstvu mnoha směry prospět.

Nobelovská tradice

Jména laureátů se vyhlašují tradičně na začátku října. Ceny i finanční odměna, která je letos 9 milionů švédských korun (22,4 milionu korun českých), se předávají vždy až 10. prosince.

Nobelovu cenu za chemii doposud nadace udělila 109krát a získalo ji celkem 168 vědců. Mezi nimi byly pouze čtyři ženy. Dvě z nich byly oceněny samostatně, a to Marie Curie-Sklodowská a Dorothy Crowfoot Hodgkinová.

Opakovaně získal Nobelovu cenu za chemii pouze jediný vědec – Frederick Sanger. První mu byla udělena v roce 1958 a druhá roku 1980.    

 Průměrný věk laureátů Nobelovy ceny za chemii je 58 let. Nejstarším oceněným se stal v roce 2001 pětaosmdesátiletý John B. Fenn, naopak nejmladším laureátem je doposud Frédéric Joliot, který Nobelovu cenu získal v pouhých pětatřiceti letech v roce 1935.

Od roku 1901, kdy se „nobelovky“ udělují, nadace celkem osmkrát Nobelovu cenu za chemii neudělila. Nejčastěji se jednalo o období obou světových válek, tedy roky 1914 až 1918 a 1939 až 1945.

Ve dvou případech kvůli politickému tlaku vědci Nobelovu cenu za medicínu odmítli. Na konci třicátých let to museli na přání nacistického režimu Adolfa Hitlera udělat Richard Kuhn a Adolf Butenandt.  I když pak mohli diplom i medaili převzít dodatečně, o finanční odměnu už přišli. 

Loni toto ocenění dostali vědci Jacques Dubochet, Joachim Frank a Richard Henderson za vylepšení mikroskopie.

Curieovi – rodina nobelistů

Hned několika Nobelovými cenami, z nichž část byla právě za chemii, byli oceněni Curieovi. Pierre Curie se svou ženou Marií Curie-Sklodowskou dostali cenu za fyziku v roce 1903. O osm let později ji pak Marie Curie-Sklodowská získala za chemii. 

V roce 1935 pak Nobelovu cenu za chemii obdržela jejich dcera Irène Joliot-Curie, a to spolu se svým manželem Frédéricem Joliotem.  Mladší dcera Marie a Pierra Ève Curie, která pracovala pro Dětský fond Organizace spojených národů (UNICEF), byla manželkou Henryho R. Labouisseho. Ten v roce 1965 za UNICEF převzal Nobelovu cenu míru.