扬子晚报网10月3日讯（记者 杨甜子）2018诺贝尔化学奖10月3日颁出，化学奖一半颁给弗兰西斯•阿诺德，奖励她实现了酶的定向演化；另一半颁发给乔治•史密斯和格里高利•温特，奖励他们实现了多肽和抗体的噬菌体呈现技术。这两个获奖项目看似没有关联，其实却有一个共同的特点：他们均利用了生物上亿年一直利用的一种策略——进化。记者特邀南京大学生科院华子春教授做了解读。
解读之前，我们必须了解什么是生命的进化
自然产生的蛋白质不能满足人类生活提升的需求
知乎网友孟凡康通过“知乎圆桌•2018诺奖巡礼”解释了生命进化的原理。孟凡康介绍，自从生命的第一颗种子出现在大约37亿年前，地球上几乎每个缝隙都充满了不同的生物，无论是温泉，深海还是干燥的沙漠，这一切都是因为进化。正是因为进化，这个星球的生命才会变的如此美丽和动人。
生命是如何进化的呢？简单来说，就是利用基因的突变或者重组，比如对一个基因的碱基进行改变（突变）或者将不同之间的基因进行重新组合（重组），就可以产生多样化的蛋白质，而这些不断变化的基因通过自然的筛选过程就可以产生多样化的生命，让生命变得丰富多彩。
但是生命经过了40亿年的进化，才发展了到了这么多样化的生命星球。所以自然进化的过程是极其缓慢的。而且很多情况下，自然产生的蛋白质尽管能够满足自然的需求，但并不能满足人类生活日益提升的需求，比如我们需要一种更加高效的酶来更快、更多、质量更好的产生所需要的物质，如糖、生物燃油等等。因此，科学家们一直致力于对生命进化进行研究，希望进一步探索其中的奥秘。
【酶的定向演化】
让酶按照人类需求加速进化
南京大学生科院华子春教授告诉记者，在生物化学中，酶是蛋白质的一种，是一类极为重要的生物催化剂。由于酶的作用，生物体内的化学反应在极为温和的条件下也能高效和特异地进行。但自然界中的酶相对于人类日益增长的需求而言却并不够完美，自带“缺陷”，不能够达到我们使用要求，所以如何让酶改变缺陷，主动为人类的需求服务，便是“酶的定向演化”的主要课题之一。
如果让酶按照生命进化的规律来自然演化，那速度显然慢了很多。科学家们的研究，不仅让酶过上了“多倍速”人生，加速演化，还能够按照我们的需求来进行调整，为生活服务。华子春举了个例子，我们平时洗衣服用的洗衣液里就含有酶。洗衣服时要用到热水，在洗衣液中添加“原生态”的酶，其实并不能达到洗干净衣服的要求，这是因为“原生态”的酶并不耐热，因此，洗衣液中的添加的酶已经经过了生物学上的定向“耐热演化”，加入洗衣液后才能够帮我们更好地去除汗渍等蛋白和脂肪污迹，洗干净衣服。
【多肽和抗体的噬菌体呈现技术】
为蛋白质的进化提供“加速度”
另一项获奖的项目，依然需要从名词解释开始说起。南大华子春教授告诉记者，蛋白质按照类型来分的话，酶、多肽和抗体都是蛋白质的一种。而噬菌体是一种比细菌还要低等的生物，噬菌体原本的“领地”是细菌，其繁殖速度迅速，但通过“噬菌体呈现技术”，科学家们将多肽或者抗体放在噬菌体的表面，这样对多肽和抗体的改造和筛选就会加快很多，演化出新的蛋白质。
“多肽和抗体的噬菌体呈现技术”的主要目的，也是为了让蛋白质的进化“二倍速”。所以某种程度上说，“酶的定向演化”与“多肽和抗体的噬菌体呈现技术”的获奖，都是给生物进化提供了“加速度”。
据悉，通过噬菌体呈现产生的抗体，已经在医药领域和工业领域得到运用。第一个基于这种方法创造出来的药物——阿达木单抗于2002年获批，被用于风湿性关节炎、银屑病和炎症性肠病。华子春教授认为，“多肽和抗体的噬菌体呈现技术”已经是一项比较成熟的技术，并且广泛应用于生活，它的获奖，充分说明诺奖越来越强调科技对人类的贡献，人类在认识自然规律的基础上，对复杂、漫长的生命过程进行简化和再创造，最终反哺人类。
【延伸阅读】
近几年的诺奖获奖项目都和蛋白质有关，这是为什么？
如果你连续关注了好几年的诺贝尔化学奖，你会发现，近几年的获奖项目都和蛋白质有着密切的联系。为什么“蛋白质”会有这么高的人气？华子春教授介绍，生物世界里，蛋白质的地位非常重要。它是生命功能和活动的执行者，参与生命的不同过程。所以，探索和研究生命过程，一定要明白蛋白质是怎样“工作”的。这就是科学家们为什么如此执着于“蛋白质”相关方面的研究的原因。华子春预测，接下来几年的诺奖，或将依然保持对蛋白质的高度关注。
閱讀更多 揚眼 的文章
