Yönlendirilmiş Evrimlere Nobel

Kimyada 2018 Nobel Ödülü, yeni bileşikler üretmek için evrim ilkesini kullanan üç bilim insanına verildi. Ödül, kimyasal tepkimeleri hızlandıran proteinler olan enzimlerin “yönlendirilmiş evrim”iyle, yeni protein ve antikorlar yaratmak üzere virüsleri kullanan iki araştırma arasında paylaştırıldı.
Kimya dalında Nobel Ödülü’nün ilk kez verildiği 1901 yılından bu yana, yalnız 177 kişi bu dalda ödülle onurlandırıldı. Bu yılın kazananıyla beraber yalnızca 8 kadın bu ödüle layık görüldü. 2018 ise, hem fizik hem de kimya dalındaki ödüllerin kadın araştırmacılara verildiği ilk yıl olması açısından ilginç bir yıl. Bu yıl ödül kazanan 8 bilim insanından 2’si kadın oldu.

Bilim evrimi taklit etti
Ödülün bu yılki sahiplerinden biri, tarihe kimya dalında ödül alan 5. kadın olarak geçen 62 yaşındaki kimya mühendisi, biyomühendis ve biyokimyager Frances H. Arnold. Arnold, kimyasal tepkimeleri harekete geçiren proteinler olan enzimlerin “yönlendirilmiş evrimi” çalışması nedeniyle tarihe geçti.
Kimyasal tepkimeleri başlatan bir protein sınıfı olan enzimlerin yönlendirilmiş evrimini ilk kez 1993’te gerçekleştiren Arnold’un 15 yıl içinde geliştirdiği teknik sayesinde bu enzimler, fosil yakıtlara alternatif olarak gezegeni kurtarmaya yardımcı olabilecek biyoyakıtlardan hayat kurtaran ilaçlara birçok süreçte kullanılıyor.

Araştırmanın merkezindeki enzim: Subtilisin
Arnold, subtilisin adı verilen enzimi değiştirmeye çalıştı ve subtilisin’in organik bir çözücüdeki değişimi hızlandırmasını istedi, böylece enzimin genetik kodunda rastgele mutasyonlar yarattı ve mutasyona uğramış genleri farklı tiplerde subtilisin yaratan bakterilere tanıttı. Arnold en iyi performansı sergileyen subtilisin türünü seçti ve en iyi versiyona sahip olana kadar varyantı değiştirmeye devam etti.

Ödülün diğer sahipleri
California Teknoloji Enstitüsü’nden Frances H. Arnold, yaklaşık 1 milyon dolar değerindeki ödülü Missouri Üniversitesi’nden 67 yaşındaki George P. Smith ve Cambridge Üniversitesi’nden 77 yaşındaki Gregory P. Winter ile paylaştı.

Yeni proteinlerin üretimini tetikleyen araştırma
Smith bakteriye bulaşan virüslerde yeni proteinlerin yaratılması için kullanılabilecek “faj gösterimi” adlı yöntemi geliştirdiği için ödüllendirildi. Winter ise, faj gösterimi yoluyla otoimmün hastalıklarla mücadele edip kimi zaman metastaz yapan kanseri iyileştirebilecek antikorları üreten çalışmasıyla ödülü kazandı.
Profesör Smith, tıpkı Frances Arnold gibi, protein elde edebilmek için bakteriyofajın genetik koduna spesifik bir protein sokarak bakteriyel DNA’yı değiştirdi. Bu virüsler, çoğalmak için bir bakterinin içindeki aparatı kullanıyordu, bu nedenle genin eklenmesi, bu proteinin virüsün yüzeyinde mevcut olduğu anlamına geliyordu. Bir sonraki adımda, belirli bir antikorun ortaya çıkıp proteini dışarı atması yeterli oldu. Bu yöntemin yeni proteinleri geliştirmek için çok kullanışlı olduğu anlaşıldı.

ve antikorları yeniden üreten yöntem
Profesör Winter’ın çalışmaları ise yeni antikorların yaratılmasına odaklandı. Faj gösterimi olarak bilinen yaklaşım, Smith’inkine benziyor ancak birkaç önemli şekilde ondan farklılık gösteriyor. Bu yöntem toksinleri etkisizleştiebilen, yayılmış olan kanseri tedavi eden ve otoimmün hastalıkları önleyen antikorlar oluşturmak için kullanıldı. Yöntemi kullanan ilk yeni ilaç, 2002 yılında onaylandı ve bugün sedef hastalığı, eklem iltihabı ve iltihaplı bağırsak hastalığının tedavisinde kullanılıyor.

Nobel Komitesi’nin belirttiği gibi, bu çalışmalar insanlığa büyük ölçüde fayda sağlıyor.