美国第一位女性诺贝尔化学奖得主阿诺德、神秘的史密斯教授、游走于创业和学术之间的温特爵士，他们分别有着怎样的“进化”故事？

撰文 | 杨小慢

编辑 | 一块肉饼

10月3日下午， 2018年诺贝尔化学奖颁给了弗朗西斯•阿诺德（Frances H. Arnold）、乔治•史密斯（George P. Smith）和格雷格•保罗•温特（Gregory P. Winter），以表彰他们在酶的定向进化（directed evolution of enzymes）及多肽和抗体的“噬菌体展示（phage display of peptides and antibodies）”技术领域的贡献。

他们利用演化的力量，生产可以制造生物燃料或药物的酶，更重要的是，生产可以对抗自身免疫疾病或癌症的抗体。

那么，该如何“进化”成为诺贝尔化学奖得主？来看看他们三位的故事吧！

美国第一位女性诺贝尔化学奖得主

弗朗西斯•阿诺德现为加州理工学院教授，她首次进行了酶的定向进化。酶是催化化学反应的蛋白质，通过定向进化产生的酶可用于制造从生物燃料到药物的所有产品。

“改变进化的自然过程”是个疯狂的想法。在2014年阿诺德入选国家发明家名人堂时，她表示，25年前，科学家不做这个研究，男士们不做这个研究，但作为一名女工程师，她无所顾忌。

也许正是因为这种“无所顾忌”，让她“进化”成为诺贝尔化学奖得主。

酶的定向进化（图源：Chemistry world）

阿诺德是第五位被授予诺贝尔化学奖的女性，也是美国第一位女性诺贝尔化学奖得主。她曾在普林斯顿大学学习机械和航空航天工程，1985年又从加州大学伯克利分校获得化学工程博士学位。毕业后，她在加州大学伯克利分校和加州理工学院进行博士后研究。当被问到为何想要成为化学家时，阿诺德说：

“还是小女孩的时候，我想成为心脏外科医生、跨国公司的首席执行官、或者外交官（直到发现自己并没有多少外交技巧）。大学期间我甚至从未认真想过成为一名科学家或工程师，当然，它们总在我的候选列表中。我对未来的想法太多了！”

“30岁之前我尝试过许多其他职业。高中时在当地的爵士俱乐部做女服务员。后来又当过出租车司机，组装过电子设备，做过核电和太阳能方面工作。我喜欢语言，喜欢经济学。每次休假都在旅行，体验不同的文化。我喜欢学习，不断深入生物世界，研究所有神奇的自然分子机器。直到有一天，科学对我越来越重要。”

神秘的史密斯教授

乔治•史密斯在1970年于哈佛大学获博士学位，现为密苏里大学荣休教授。他的研究方向主要为“噬菌体展示”技术。其中噬菌体——一种感染细菌的病毒——被用于进化新的蛋白质和进行癌症分子成像。

噬菌体展示（图源：YouTube）

史密斯教授的故事……网上很难找到。这位名字很普通的教授也极少接受采访，甚至连属于自己的wiki页面都是在获得诺奖后才拥有的（小赛亲眼见证了这个页面的创建和内容完善）。

游走于创业和学术之间的温特爵士

格雷格•保罗•温特现为MRC分子生物学研究所所长。他的研究主要集中于遗传和蛋白质工程。温特认为，所有的抗体都具有相同基本结构，只有很小的变化使它们对靶标产生了特异性。他开创了人源化抗体的技术，对“噬菌体展示”技术也有贡献，为癌症、类风湿性关节炎和多发性硬化症等疾病提供治疗性抗体。

人源化抗体（图源：YouTube）

神奇的是，格雷格•温特爵士也是欧洲生物技术领域的知名企业家之一。他参与了“噬菌体展示”技术的开发，并于1989年创办第一家公司——剑桥抗体技术公司（CAT）。如今CAT已成为英国最成功的生物技术公司之一，它的重磅炸弹“治疗抗体（Humira）”已于2006年以7000万英镑被阿斯利康收购。

1996年，温特爵士离开CAT返回实验室。但很快又启动了另一家公司Domantis，以研究抗体的应用。2006年，该公司以2.30亿英镑被GSK收购，温特爵士也因此再次回到实验室。

短短三年后，他于2009年启动了Bicycle Therapeutics 。该公司最近与AstraZeneca 达成了一笔价值10亿欧元的交易。温特爵士表示他会仍然继续忙碌两到四年。

至于为什么一直在创业和学术之间循环往复，温特爵士表示，基于实验室的基础研究是寻找医学问题解决方案的关键——即使研究人员当时并不一定能意识到这一点。 “做好基础研究，就可能成为机会主义者。这往往是基础研究的美丽。我正是偶然发现了人源化抗体，但意识到了它更实用的维度。”

参考资料

[1] http://www.latimes.com/science/sciencenow/la-sci-sn-frances-arnold-prize-20160523-snap-story.html

[2] https://www.chemistryviews.org/details/ezine/11099564/Nobel_Prize_in_Chemistry_2018.html

[3] http://www.zhishifenzi.com/depth/depth/4195.html

[4] https://labiotech.eu/interviews/greg-winter-bicycle-therapeutics-interview/

[5] https://www.insight.mrc.ac.uk/2013/02/27/greg-winter-pioneering-antibody-drugs/

[6] https://www.huffingtonpost.com/entry/frances-arnold-directed-evolution-millennium-technology-prize_us_57486774e4b055bb1171f2eb

[7] https://www.theguardian.com/science/2018/oct/03/frances-h-arnold-george-p-smith-and-gregory-p-winter-win-nobel-prize-in-chemistry

文章头图及封面图片来源：wikimedia commons