Den første del af årets Nobelpris i kemi går til Frances H. Arnold for forskning i enzymer. Den anden del af prisen går til George P. Smith og Sir Gregory P. Winter for deres forskning i fager og antistoffer.

Frances H. Arnold har udført den første målrettede udvikling af enzymer, som er proteiner, der sætter gang i kemiske reaktioner og er nødvendige for, at liv kan eksistere. Målrettet udvikling af enzymer kan bruges til at fremstille alt fra biobrændstoffer til lægemidler.

I fællesskab deler Sir Gregory P. Winter og George P. Smith den anden del af årets nobelpris i kemi for deres forskning i fager, som er en særlig type bakteriedræbende partikel. Ved at identificerer fager har de bidraget til lægemidler, der blandt andet modvirker autoimmune sygdomme og en række kræfttyper.  

»Frances Arnold rummer alt det, man forventer af en Nobelprismodtager«

Umiddelbart er det prisen til Frances Arnold, der vækker begejstring hos Claus Felby, der er professor ved Institut for Skov, Natur og Biomasse ved Københavns Universitet.

»Frances er sindssygt dygtig, hun er fuld af energi, er en inspiration for unge forskere, og hendes videnskabelige bidrag har stor samfundsmæssig værdi,« siger Claus Felby.

Også i andre dele af forskningsverdenen vækker prisuddelingen begejstring.

»Vi er meget oppe at køre over Frances Arnold, vi synes hendes forskning er helt fantastisk,« siger Christian Adam Olsen, der er professor ved Institut for lægemiddeldesign og farmakologi på Københavns Universitet.

»Hun bruger naturen til at lave kemiske transformationer og gør det ved at udnytte det samme princip som evolutionen,« siger han.

Tog evolutionen ind i laboratoriet

Ude i naturen sker der hele tiden en evolution af organismer og celler, hvor de bedste og stærkste tilpasser sig og overlever. Det er denne udvikling, som Frances Arnold har arbejdet med, for at forbedre enzymer. 

»Frances Arnold gjorde noget banebrydende, da hun bragte den her evolutionsproces ind i laboratoriet. Ved at mutere enzymerne kunne hun fremdyrke de enzymer, med de bedste egenskaber,« siger Jens Nielsen.

Han er er videnskabelig direktør for DTU Biosustain, Novo Nordisk Foundation Center for Biosustainability og har et indgående kendskab til årets prismodtageres forskning. 

Vil du vide mere om evolution, så har vi lavet en oversigt til dig over emner her. 

Enzymer kan bruges til alt fra medicin og vaskepulver til biobrændsel.

Frances Arnold har forsket i forbedring af enzymer, der er drivkraften bag alle levende væsner, lige fra de mindste bakterier, til planter, dyr og mennesker. 

»Brugen af Frances Arnolds enzymer omfatter mere miljøvenlig fremstilling af kemikalier, såsom lægemidler, og produktion af vedvarende brændstoffer.«

Det skriver skriver det Royale Svenske Akademi for Videnskab, der står bag uddelingen, i en pressemeddelelse. 

»Hun forsker i sammenhængen mellem enzymers funktion og struktur, og hvordan man kan forbedre biologien, og det er vigtigt i forhold til, hvis vi skal blive et mere bæredygtigt samfund,« siger Claus Felby fra Københavns Universitet.

Fra sukker til biobrændsel

Det kan måske være svært at forestille sig, hvordan et lille protein som enzym kan have betydning for et mere bæredygtigt samfund og gavne fremstillingen af eksempelvis biobrændsel. 

Men det er der en god forklaring på, ifølge Claus Felby, og den handler om sukker.

»Naturen er bygget af sukker. 70 procent af træer og planter består af sukker, og det kan enzymer nedbryde til enkeltmolekyler,« forklarer Claus Felby.

Herefter kan man tilsætte mikroorganismer til det nedbrudte sukker, og det skaber brændsel, eksempelvis ethanol.

»Frances enzymer er baggrunden for meget af den bioteknologi vi bruger til dagligt. Om det er i benzintanken, brødet eller vaskemaskinen,« siger han og tilføjer.

»Det reducerer energi- og materialeforbruget, og skubber udviklingen i en bæredygtig retning.«

Videnskab.dk har tidligere skrevet om at bruge enzymer til miljøvenlig 'biobenzin'. Det kan du læse om her.

Frances enzymer kan forbedre fremtidens medicin

Samtlige af årets modtagere af Nobelprisen i kemi er blevet mødt med begejstring, men især Frances Arnold overrasker en forsker.  

»Ingeni min forskningsgruppe havde gættet på Frances Arnold. Vi var ikke i tvivl om, at hun ville få prisen på et tidspunkt, men vi troede det var for tidligt, fordi man endnu ikke harudnyttet teknologien til forbedring af lægemidler eller andre kemiske produkter,« fortæller Christian Adam Olsen, der er professor ved Institut for læmiddeldesign og farmakologi på Københavns Universitet. 

Som Christian Adam Olsen forklarer herunder, kan man nemlig potentielt bruge Frances Arnolds teknologi til at forbedre lægemidler, man har bare ikke gjort det endnu, da metoden stadig er relativt ny.

»Et lægemiddel kan have en kompliceret struktur, og det kan kræve mange ressourcer at ændre på strukturen for at forbedre midlet. I fremtiden vil de optimerede enzymer kunne gøre det lettere og mindre resourcekrævende at ændre og forbedre lægemidler,« forklarer Christian Adam Olsen. 

Smith og Winter »revolutionerede moderne medicin«

Det er revolutionerende, og det kan bruges i praksis. Det er noget af det, der forbinder Frances Arnold med Sir Gregory P. Winter og George P. Smith, for det gælder nemlig alle tre forskeres arbejde. 

Mens Frances Arnolds banebrydende enzymer kan bruges til mange forskellige ting, er Smith og Winters forskning især vigtig indenfor kampen mod alvorlige sygdomme. 

Det fortæller Simon Glerup, der er professor ved Institut for Biomedicin på Aarhus Universitet. 

»Deres forskning har revolutioneret moderne medicin. Jeg har været til konferencer, hvor Winter har talt, og her kommer tilhørere op og takker ham for, at han har hjulpet med at forbedre livet for dem selv eller deres pårørende,« fortæller han. 

»Det er slående, hvordan grundforskning her virkelig kan bruges til at forbedre livet for mennesker,« tilføjer Simon Glerup.

De imiterede immunsystemet i et reagensglas

Det specielle ved Smith og Winters forskning er især udviklingen af metoden 'phage display', der kort sagt har gjort det muligt at efterligne vores immunsystem i et reagensglas, som Andreas Hougaard Laustsen fra DTU forklarer her.   

Ved at undersøge menneskelige fager, der indeholder antistof kan dræbe fremmede bakterier i kroppen, har Smith og Winter fundet en måde at skabe kunstige antistoffer, som kan hjælpe kroppen, når vi bliver syge. 

»Antistoffer er den hammer, vores eget immunforsvar bruger til at bekæmpe fremmede ting. De har gjort det muligt at skabe kunstige antistoffer, som minder så meget om dem, mennesker har i forvejen, at kroppen ikke opfatter dem som fremmede,« forklarer Simon Glerup.

De kunstige antistoffer kan hjælpe kroppen med at bekæmpe de sygdomme, som den ikke selv kan klare, eksempelvis ledgigt, men også en række forskellige kræftformer. 

»Rigtig meget kræftbehandling er baseret på den her teknik, men det kan også bruges i andre sammenhænge. For nylig er der eksempelvis kommet to antistof-lægemidler mod forhøjet kolesterol,« siger Simon Glerup. 

Vil du gerne vide mere om, hvordan man forskerne kan imitere immunsystemet, ved at skabe kunstige antistoffer? Så læs med her. 

I videoen her kan du se, hvordan det så ud, da prisen blev uddelt: