جائزة نوبل للكيمياء تُمنح إلى تسخير التطوّر لمساعدة البشر

شرح الصورة:
جائزة نوبل للكيمياء من نصيب (من اليسار إلى اليمين) فرانسِس آرنولد Frances Arnold وجورج سميث George Smith وغريغوري وينتر Gregory Winter.

بقلم: سام وونغ Sam Wong
ترجمة: مي منصور بورسلي

مُنِحَت جائزة نوبل في الكيمياء لثلاثة علماء سخّروا قدرة التطور لتنمية جزيئات بيولوجية ذات تطبيقات مفيدة.

إذ طورت فرانسيس أرنولد Frances Arnold، من معهد كاليفورنيا للتكنولوجيا في الولايات المتحدة California Institute of Technology، طريقةً لتوجيه تطور الإنزيمات لجعلها أكثر فعالية في تحفيز التفاعلات الكيميائية. وقد سُخّر عملها في تطبيقات مثل التصوير الدماغي والوقود الحيوي والمستحضرات الصيدلانية والصناعة الكيميائية. وبذلك، فقد حصلت على نصف الجائزة المالية، وهي خامس امرأة تفوز بجائزة نوبل في الكيمياء.

أمّا النصف الآخر من الجائزة؛ فتناصَفَهُ جورج سميث George Smith، من جامعة ميسوري University of Missouri، وغريغوري وينتر Gregory Winter، من مختبر أم آر سي للبيولوجيا الجزيئية MRC Laboratory of Molecular Biology، في المملكة المتحدة؛ وذلك لأنهما طوّرا طُرقًا لتنمية أجسام مضادة علاجية تُستخدم الآن لعلاج أمراض المناعة الذاتية والجمرة الخبيثة Anthrax والسرطان.

وقالت سارة سنوغيروب لينز Sara Snogerup Linse، وهي أحد أعضاء لجنة جائزة نوبل، أثناء الإعلان عن الجائزة: “لقد شكّل هذه الاكتشافات أساسًا لثورة صيدلانية.”

وقد طبّق العلماء الثلاثة مبادئ داروين Darwin في أنابيب الاختبار، إذ يُعتبر عملهم امتدادًا للتربية الانتقائية Selective breeding التي يمارسها البشر منذ آلاف السنين، كما قال رئيس اللجنة كلايس غوستافسون Claes Gustafsson.

والإنزيمات هي بروتينات تُصنع في الخلايا لتُحفّز التفاعلات الكيميائية لكي تعمل بشكل أسرع. وعلى مدى ملايين السنين تطورت، ولكن في عام 1993، توصّلت آرنولد إلى أنه يمكنك توجيه وتسريع سير العملية التطورية.

إذ بدأت بأخذ الجين الذي يرمز إلى إنزيم ثم أدخلت الطفرات عشوائياً، مما خلق أشكالاً جديدة من الإنزيم. وبعدها فحصت المُتغيرات الناتجة وحددت تلك التي كانت أكثر فعالية في تحفيز التفاعل الذي تريده. وأخضعت المتغيرات المختارة لجولة أخرى من الطفرات والاختيار ثم كرّرت العملية. وبعد ثلاثة أجيال حصلت على إنزيم كان فعاّلًا بـ 256 ضعف الإنزيم الذي بدأت به التجربة.

وقد طوّر سميث طريقة لاستخدام الفيروسات التي تُصيب البكتيريا، وتسمى الفاجات Phages (مُلتهِمة البكتيريا)، لتطوير بروتينات جديدة. واستخدم وينتر هذه التقنية لتوجيه تطوّر الأجسام المضادة – وهي جزيئات ينتجها جهاز المناعة للتعرف على مسببات الأمراض ومهاجمتها.

وقد سُخّرت أساليبهم لتطوير العديد من المستحضرات الصيدلانية الجديدة، بدءًا من أداليموماب Adalimumab، وهو علاج لالتهاب المفاصل الروماتويدي والصدفية وأمراض التهاب الأمعاء الذي حصل على الموافقة للاستخدام الطبي في عام 2002.

نُشرت هذه المقالة في مجلة نيوساينتست New Scientist، 3 أكتوبر 2018