Все новости
Нобелевская премия - 2018

Как нобелевский лауреат Фрэнсис Арнольд бежала от науки и все же укротила эволюцию

Фрэнсис Арнольд
© EPA-EFE/CALTECH
Редкий случай: нобелевскую премию по химии присудили женщине, Фрэнсис Арнольд. Еще удивительнее, что она бросала университет и вообще не хотела заниматься наукой. ТАСС — о ее извилистом пути к награде

Эта история началась более 30 лет назад. Мобильные телефоны были редкостью, геном человека еще не начали расшифровывать, а об особых участках ДНК под названием CRISPR и уж тем более о "молекулярных ножницах" Cas, которые позволили редактировать гены, никто не слышал. Молекулярная биология была совсем не похожа на то, что мы видим в современных лабораториях. Ученые искали способ создавать усовершенствованные белки с новыми свойствами. Можно, конечно, попробовать собрать белок с нуля, но велик шанс промахнуться и новых свойств не получить. Тогда появилась другая идея: использовать проверенный механизм адаптации молекул к новым условиям —  эволюцию.

Это сейчас, оглядываясь назад, мы можем говорить, что будущие нобелевские лауреаты применили принципы живых систем к неживым и продвинули нас на пути к созданию искусственной жизни. А тогда они всего лишь решали конкретные задачи: искали новые ферменты, пытались получить биоразлагаемое топливо, лекарства и едва ли могли предположить, что через много лет по их работам мы напишем инструкцию для начинающих творцов, решивших обуздать эволюционный процесс.

Джордж Смит и Грегори Уинтер, два других нобелевских лауреата этого года, решили заняться биохимией еще в молодости. Фрэнсис Арнольд попала туда обходным путем. Казалось, Арнольд сделала все, чтобы не стать биологом. В старшей школе она сбегала на протестные акции против войны во Вьетнаме, потом ушла из дома. В колледже училась плохо, потому что подрабатывала барменом и таксисткой. Несмотря на это Арнольд все-таки поступила в Принстон, на факультет аэрокосмической техники (потому что туда было проще всего поступить), бросила учебу на год, переехала в Италию и устроилась на фабрику по производству ядерных реакторов, заявив, что больше не собирается заниматься наукой.

Но у судьбы были на нее другие планы. Арнольд увлеклась "зеленой" энергетикой. Ее молодость пришлась на 1970-е, когда арабские страны взвинтили цены на нефть, а в США разразился самый тяжелый экономический кризис со времен Великой депрессии. Президент Картер учредил министерство энергетики, велел установить солнечные панели на Белый дом и заявил, что к концу века американцы должны слезть с "нефтяной иглы".

Ученые и инженеры отозвались на этот призыв. Среди них была и Арнольд: она занялась солнечными панелями. В своей лекции 2017-го года исследовательница вспоминала: "У моей страны когда-то была цель — 20% энергии из возобновляемых источников к 2000-му… печально, что мы ее бросили". Когда страну возглавил Рейган, на солнечные панели стали смотреть как на странную причуду непопулярного президента, и Арнольд пришлось искать себе новое дело. Но от идеи "зеленых" инноваций она уже не откажется.

Дальше Арнольд поступила в Калифорнийский технологический институт на факультет химии. Не желая иметь ничего общего с нефтяной индустрией, она взялась за "рациональный" дизайн новых соединений. Она пыталась найти новые ферменты, которые позволили бы сделать процесс получения энергии менее токсичным, и после нескольких неудач решила перенять технику у лидера — природы. Так Арнольд переключилась на эволюцию белков.

Принесший Арнольд Нобелевскую премию метод — выращивание белков в бактериях — пригодился в самых разных областях. Исследовательница "помогла" эволюционировать множеству белков, участвующих в реакциях органического синтеза, научила кишечную палочку производить каротиноиды и необычные аминокислоты, основала компанию по производству биотоплива и даже придумала более дешевый способ синтеза лекарства от диабета.

На пресс-конференции члены Нобелевского комитета отметили, что премия по химии в этом году получилась необычной. Но после присуждения премии по физике за открытия, касающиеся биологии, такой расклад можно было предположить. Впереди присуждение премии по экономике и премии мира. Кто знает, вдруг победное шествие биологов еще не закончилось?

В полной версии статьи на научно-популярном сайте "Чердак" читайте, как же Арнольд удалось вырастить нужные белки в бактериях, а также об открытиях двух других лауреатов по химии, Джорджа Смита и Грегори Уинтера.

Полина Лосева