El Premi Nobel de Química 2018 ha estat atorgat a la enginyera química nord-americana Frances Arnold (California Institute of Technology), al físic nord-americà George Elwood Smith (University of Missouri), i al bioquímic britànic Sir Gregory Winter (Cambridge Antibody Technology).
Frances H. Arnold és la cinquena dona en alçar-se amb un Nobel de Química. La primera va ser Marie Curie el 1911, qui el 1903 ja havia guanyat el Nobel de Física; el 1935 el Premi es va donar a Irene Joliot-Curie, el 1964 es va premià a Dorothy Crowfoot Hodgkin, i el 2009 la guardonada va ser la cristalógrafa israeli Ada Yonath.
Premis Nobel
Cada un del Premis Nobel d’aquest any està dotat amb 9 milions de corones sueques (870.000 euros), a repartir en el cas de que hi hagi més d’una persona premiada.
Els científics i la científica han rebut els premis per haver utilitzat, en els seus descobriments en l’àrea de la genètica, els principis de la evolució per desenvolupar proteïnes utilitzades per fabricar des de biocombustibles fins medicaments. “Estem en els primer dies de la revolució de la evolució dirigida que, de moltes maneres diferents, està portant i portarà el major benefici per la humanitat”, han afirmat des de la Acadèmia de Ciències Sueca.
Frances Arnold ha estat distingida pel seu treball relacionat amb l’ “evolució dirigida dels enzims (proteïnes que catalitzen les reaccions químiques)”, a George Smith i Gregory Winter se’ls ha reconegut la seva tasca en la “presentació en fags de pèptids i anticossos”, segons ha anunciat l’ Acadèmia de Ciències Sueca. La presentació en fags és una tècnica de laboratori per l’estudi de les interaccions proteïna-proteïna, proteïna-pèptid i proteïna-ADN que utilitza bacteriòfags per connectar les proteïnes amb la informació genètica que les codifica.
Per la seva banda, Smith va desenvolupar un mètode anomenat Phage Display, en qué un virus que infecta un bacteri pot ser usat per evolucionar a noves proteïnes.
D’altra banda, Winter ha fet servir la mateixa tècnica per desenvolupar nous productes farmacèutics i anticossos que poden neutralitzar toxines, combatre malalties autoimmunes i aportar el tractament contra el càncer.
Pionera
Frances Arnold ha estat pionera en els mètodes d’evolució dirigida per crear sistemes biològics útils, com enzims, vies metabòliques, circuits reguladors genètics i organismes.
Arnold va néixer a Pittsburgh (Pensilvania) el 25 de juliol de 1956 i és filla del físic nuclear William Horward Arnold. Quan estudiava secundaria, Frances va participà en protestes contra la guerra de Vietnam i, en un acte de retret, va marchar a Washington, on va viure de la seva feina com cambrera d’un club de jazz i com taxista.
Va estudiar Enginyeria Mecànica i Aeroespacial a la Universty of Princeton, es va graduar l’any 1979 i va obtenir el seu doctorat en Enginyeria Química per la University of California, Berkeley, en 1985. Allà va fer el seu treball postdoctoral en Química Biofísica abans de traslladar-se al California Institute of Technology (Caltech), Pasadena, el 1986.
És membre del Advisory Board of the Joint BioEnergy Institute i del Packard Fellowships in Science and Engineering. També és membre del President’s Advisory Council of the King Abdullah University of Science and Technology (KAUST). Actualment és jutge del The Queen Elizabeth Prize for Engineering. Va treballar amb la National Academy of Science’s Science & Entertainment Exchange per ajudar als guionistes de Hollywood a representar amb precisió els temes científics.
El 2016 es va convertir en la primera dona que guanyava el Millennium Technology Prize, per ser pionera en l’ evolució dirigida. El 2017 va ser guardonada amb el Raymond and Beverly Sackler Prize in Convergence Research per la National Academy of Sciences, que va reconèixer contribucions extraordinaries a la investigació de convergència.
Ha estat la primera donar en ser triada a las tres National Academies de Estats Units: la National Academy of Engineering (2000), la National Academy of Medicine (anomenada Institute of Medicine) (2004), i la National Academy of Sciences (2008).
Ha estat també la primera dona que va guanyar el Draper Prize (2011) atorgat per la National Academy of Engineering. El 2013 va rebre la National Medal of Technology and Innovation.
És co-inventora de més de 40 patents de EE. UU. Va cofundar Gevo, Inc. en 2005, una companyía per fabricar combustibles i productes químics a partir de recursos renovables. El 2013, ella i dos dels seus antics alumnes, Peter Meinhold i Pedro Coelho, van cofundar una empresa anomenada Provivi per investigar alternatives als pesticides per la protecció de cultius. Arnold també forma part de la junta corporativa de la companyia de secuenciació d’ADN Illumina Inc.
La científica ha utilitzat l’ evolució dirigida per disenyar enzimes altament específiques i eficients que poden usar-se com alternatives respectuoses amb el medi ambient en alguns procedimients de síntesi de química industrial. Ella, i d’altres que fan servir els seus mètodes, han creat enzims que poden portar a terme reaccions de síntesi més ràpidamente, amb menys subproductes i, en alguns casos, eliminant la necessitat de metalls pesants perillosos. El mètode ha estat adoptat per alguns grups de farmacologia.
Frances Arnold ha desenvolupat mètodes computacionals, com SCHEMA, per predir com es poden combinar les parts sense alterar la seva estructura parental, de manera que les quimeres es pleguin correctament i després s’apliqui l’evolució dirigida per mutar encara més les quimeres per optimitzar les seves funcions.
Actualment és professora d’Enginyeria Química, Bioenginyeria i Bioquímica en el Linus Pauling Institute, on estudia l’ evolució i les seves aplicacions a la ciència, medicina, productes químics i energía; i en el California Institute of Technology (Caltech) dirigeix un laboratori que continua estudiant l’ evolució dirigida i les seves aplicacions en síntesi química respectuosa amb el medi ambient i energia ecològica / alternativa, inclòs el desenvolupament d’enzims altament actius (enzims celulolítics i biosintètics) i microorganismes per convertir la biomassa renovable en combustibles i productes químics.
