Fra venstre: Frances H. Arnold, Greg Winter og George P. Smith, vinnerne av nobelprisen i kjemi for 2018. (Foto av Frances H. Arnold: California Institute of Technology, foto av Gregory P. Winter: Aga Machaj / CC BY-SA 4.0, foto av George P. Smith: Marjorie Sable / AP / NTB Scanpix, )
Fra venstre: Frances H. Arnold, Greg Winter og George P. Smith, vinnerne av nobelprisen i kjemi for 2018. (Foto av Frances H. Arnold: California Institute of Technology, foto av Gregory P. Winter: Aga Machaj / CC BY-SA 4.0, foto av George P. Smith: Marjorie Sable / AP / NTB Scanpix, )

Frances H. Arnold, Greg Winter og George P. Smith er årets vinnere av nobelprisen i kjemi

Nobelprisen i kjemi for 2018 tildeles forskere som har arbeidet med å utvikle teknologien som kalles «styrt evolusjon». – Dette er darwinisme på mikronivå. Her ser man direkte hvordan evolusjonen foregår, sier norsk forsker.

Published

– Årets pris handles om å mestre evolusjonens kraft, sa leder Göran K. Hansson i Kungliga Vetenskapsakademien da de offentliggjorde årets pris onsdag.

Frances H. Arnold får halve prisen på ni millioner svenske kroner for sin forskning på styrt evolusjon av enzymer. George P. Smith og Gregory P. Winter deler den andre halvparten for sitt arbeid med såkalte bakteriofager, virus som infiserer bakterier.

– De har gitt oss tryggere, mer miljøvennlig kjemi og antistoffmedisiner som er mer effektive og lettere å produsere, svarte Hansson da han ble bedt om å forklare hvordan forskerne har påvirket verden.

– Det er ikke noen overraskelse at disse fikk prisen, sier Carl Henrik Gørbitz, direktør for UiO:Livsvitenskap.

– Styrt evolusjon, som Frances Arnold startet, er en teknikk som brukes voldsomt mye nå. Alle som driver med forskning på bakterier og enzymer, bruker denne teknologien, sier Gørbitz til forskning.no.

Arnold er den femte kvinnen som noensinne har fått nobelprisen i kjemi, til tross for at prisen er blitt delt ut nesten hvert år siden 1901.

Mer miljøvennlig kjemi

Frances P. Arnolds forskning er allerede i utvidet bruk. Gjennom styrt evolusjon var hun den første til å skape skreddersydde enzymer som kan brukes for å få fart i kjemiske prosesser. Dette gjorde hun allerede i 1993.

Siden da har hun raffinert metodene sine for å gjøre disse mer effektive og miljøvennlige. Enzymene brukes i stor skala i kjemisk industri. Dette har gjort det mulig å lage medisiner på en mer miljøvennlig måte og å effektivisere produksjonen av biobrensel, uten å bruke giftige kjemikalier.

– I tradisjonell kjemisk analyse vil det alltid være en ganske stor andel av biprodukter, sier Gørbitz.

I forbindelse med produksjon av legemidler kan uønskede biprodukter utgjøre så mye som 90 til 95 prosent.

– Når man utvikler bakterier som kan produsere et virkestoff, kan de gjøre det veldig spesifikt. Man får et mye renere produkt og mindre avfallsprodukter, forteller Gørbitz.

Effektive medisiner

Smith og Winters forskning handler om det forskerne kaller bakteriofager, virus som infiserer bakterier. I 1985 utviklet Smith en metode hvor disse virusene ble brukt for å skape nye proteiner.

Winter så potensialet i denne metoden og brukte dem for å produsere kraftige antistoffer, stoffer som kunne brukes for å motvirke sykdom. I 2002 kom den første medisinen som følge av arbeidet deres. Denne ble brukt mot gikt, psoriasis og irritabel tarmsyndrom.

Siden da har medisiner som er blitt laget på denne måten, blitt brukt for å motarbeide autoimmune sykdommer, nøytralisere giftige stoffer og for å behandle kreft.

Kobles til medisinprisen

– Prisen i kjemi står veldig fint ved siden av prisen i medisin og fysiologi, sier professor i biokjemi Inger Sandlie ved Universitetet i Oslo.

Mandag ble det kjent at medisinprisen går til James P. Allison og Tasuku Honjo. De har vist hvordan antistoffer kan brukes i behandling av blant annet kreft.

– Og nå kommer en nobelpris i kjemi for utvikling av antistoffer – for redskapene som utvikles for å utnytte kunnskapen til Allison og Honjo, sier Sandlie til forskning.no.

– Det var morsomt at Nobelkomiteen satte dem opp ved siden av hverandre på denne måten, sier hun.

– Veldig få gjennombrudd er helt nye

George P. Smith ble vekket av en telefon fra Sverige før solen gikk opp i USA onsdag morgen.

– Det er en vanlig spøk at noen med en svensk aksent ringer deg og sier at du har vunnet. Men det var så mye støy på linjen at jeg forsto at ikke var noen av vennene mine, sier Smith til nyhetsbyrået AP.

Han er tydelig på at forskningen hans er en viderutvikling av ideene og forskningen som kom før ham.

– Veldig få forskningsgjennombrudd er helt nye. Nesten alle bygger på det som kom før dem. Det er tilfeldighetene som rår. Det var virkelig tilfellet med mitt arbeid, sier Smith.

Smith går så langt som å mene at prisen kan være ufortjent i et intervju med det svenske nyhetsbyrået TT. Hovedproblemet hans med å motta prisen er at forskning ikke er et énmannsprosjekt.

– Tradisjonelt er nobelprisen en stor ære. Men å velge ut enda en person blant alle som er involvert til en så stor ære, sammenfaller ikke helt med hvordan vitenskap vanligvis fungerer, sier nobelprisvinneren til TT.

Evolusjon på mikronivå

Carl Henrik Gørbitz synes denne prisen er spennende i en tid der det fortsatt er mange som ikke tror på evolusjonen. Et av argumentene til tvilerne er, ifølge Gørbitz, at det ikke er mulig å se noen evolusjon.

– Men her ser man faktisk evolusjon over en tidsskala på en dag eller to. Man ser hvordan genetisk variasjon kan oppstå og utvikle seg og man ser seleksjonsprosessene som ligger bak.

– Dette er darwinisme på mikronivå. Her ser man direkte hvordan evolusjonen foregår, sier Gørbitz til forskning.no.

Provoserer fram mutasjoner

Det er såkalte mutasjoner som er utgangspunktet for mange evolusjonære endringer. En «feil» i et gen kan vise seg å være fordelaktig og vil med tiden spre seg i en populasjon.

Det er dette styrt evolusjon har rendyrket.

– Denne metoden lager en serie med mutasjoner, forteller Gørbitz.

Til det trenger man teknologi som kan bytte ut deler av DNA eller som kan klippe ut eller legge til en bit av DNA. Så setter man dette genet inn i en organisme, ofte tarmbakterien E.coli, og ser hva som skjer.

– Noen av disse genetiske variantene vil ha høyere overlevelse, andre vil ha lavere overlevelse, sier Gørbitz.

Deretter velger man ut de som klarer seg best – som har en ny utgave av det genet man startet med.

– Man kan gjenta denne prosessen og trinnvis utvikle nye gener for nye formål, sier Gørbitz.

CRISPR kommer

I spekulasjonene forut for kunngjøringen var det mange som trakk fram CRISPR-teknologien, som tidligere i høst mottok Kavliprisen i nanovitenskap.

– Vi er i samme del av forskningsverdenen, og CRISPR får helt sikkert nobelprisen om et år eller to, sier Gørbitz.

CRISPR-teknologien kan benyttes i det første trinnet av styrt evolusjon – der man gjør endringer i et gen.

– I styrt evolusjon er det evolusjonen selv som er verktøyet, sier Gørbitz til forskning.no.

Prisen deles ut i Stockholm den 10. desember i år.