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2018诺贝尔化学奖公布,同物理学奖成果都极大促进了医学治疗领域的发展

时间:2018-10-06  作者:药网编辑  来源:

继诺贝尔生理学或医学奖、物理学奖后,2018年诺贝尔化学奖也正式公布。美国科学家弗朗西斯·阿诺德(Frances H. Arnold,美国加州理工学院)、美国科学家乔治·史密斯(George P. Smith,美国密苏里大学)及英国科学家格雷戈里·温特尔(Gregory P. Winter,英国剑桥MRC分子生物学实验室)三位共同获得该奖项,以表彰他们 “肽类和抗体的噬菌体展示技术”的贡献。

生命的多样性揭示了进化的力量。自从37亿年前第一批生命种子诞生以来,地球上几乎每个裂缝都充满了不同的有机体。生命已经蔓延到温泉、深海、干燥沙漠以及我们还未探知的领域,这一切都是因为进化已经解决了许多化学问题。生命的化学工具——蛋白质——已经被优化、改变和更新,创造出难以置信的多样性。

2018年诺贝尔化学奖获得者的主要贡献正是对进化的控制,并将这种控制技术应用于解决人类所面对的问题。

弗朗西斯·阿诺德因研究酶的定向进化而获得该奖项,并将分享一半的奖金,其也是诺贝尔化学奖史上第5位获奖的女性。通过其发明的技术,我们制造出了从生物燃料到药品的多种产品。

乔治·史密斯和格雷戈里·温特尔因缩氨酸的噬菌体展示技术将共同获得另一半奖金。通过该技术,我们生产出了可以用于治疗免疫性疾病乃至癌症的抗体。第一种基于这种方法的产品是阿达木单抗(修美乐),于2002被批准并用于类风湿性关节炎、银屑病与炎症性肠病疾病的治疗。

今年的诺贝尔化学奖,我们可以看到其成果越来越与生命科学、医学研究相结合,这也是目前诺贝尔化学奖获奖的一个趋势,事实上,不只化学奖,今年的物理学奖也彰显了类似的特征。

今年的诺贝尔物理学奖被授予亚瑟·阿斯金(Arthur Ashkin)、杰哈·莫罗(Gerard Mourou)和唐娜·斯特里克兰(Donna Stricklan),以表彰他们“在激光物理领域的突破性发明”。

激光物理通过新的装置可对非常小的物体进行实验,并实现难以置信的快速进程,精密仪器正在开辟未知研究领域,并应用于工业和医疗领域。

亚瑟·阿斯金发明的光学镊子使用激光光束来抓取粒子,原子以及分子。它们可以用来检验和操控病毒,细菌和其他活细胞而不会对其造成损伤。至此,观察和操控生命体系的崭新工具被创造了出来。

亚瑟·阿斯金曾在贝尔实验室和朗讯科技公司工作,他在20世纪60年代后期开始了用激光操纵微粒的工作,这导致了1986年光学镊子的发明。他还开创了光学俘获过程,最终用于操纵原子,分子和生物细胞。1997年,朱棣文正是因为使用这项技术俘获原子而获得诺贝尔物理学奖。80年代后期,亚瑟·阿斯金首次将该技术应用于生物学,利用它捕获单个烟草花叶病毒和大肠杆菌。

光学摄子被用于合成生物学,以构建人造细胞的组织样网络,并将合成膜融合在一起以启动生化反应。2003年,光学摄子技术应用于细胞分类领域,通过在样品区域上创建大的光强度图案,可以通过其固有的光学特性对细胞进行分类。光学摄子也被用于探测细胞骨架,测量生物聚合物的粘弹性,并研究细胞运动性。

杰哈·莫罗和唐娜·斯特里克兰的工作为产生人类有史以来波长最短,能量最高的激光铺平了道路。她们所开创的技术开启了该领域科学研究的崭新纪元,并在工业与医药领域得到广泛应用。

唐娜·斯特里克兰,加拿大滑铁卢大学教授、美国光学学会前主席。杰哈·莫罗,法国ENSTA极端光研究所所长和巴黎综合理工学院教授,作为国际激光研究与应用领域的顶尖学者,杰哈·莫罗在超快激光、高速电子学及其应用领域做出了许多杰出贡献。他与唐娜·斯特里克兰一起共同发明了一种称为啁啾脉冲放大(CPA)技术。

这项技术使得短激光脉冲(约10~15秒)的扩大成为可能,使其达到极高的峰值功率,相当于太瓦(10^12瓦)。它使激光科学领域产生了空前的革新,该项技术发明可以应用在不同的分支,包括核物理与粒子物理学。其在相关的医学领域的应用,已经促进了白内障和眼屈光手术的发展。

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