Der Chemienobelpreis 2018 geht an die US-Biochemiker Frances H. Arnold (62) und George P. Smith (77) sowie an den Briten Sir Gregory P. Winter (67). Sie werden für ihre Beiträge zur sogenannten "gerichteten Evolution" ausgezeichnet. Darunter versteht man die gezielte Optimierung und Veränderung von Proteinen, Enzymen und Nukleinsäuren auf evolutionärem Weg.
Eine halber Preis, zwei Viertelpreise
Der Preis geht zur Hälfte an die Biochemikerin Arnold vom California Institute of Technology, Pasadena (USA) für die Entwicklung der "gerichteten Evolution von Enzymen". Zu je einem Viertel geht der Preis an Smith (University of Missouri, Columbia) und Winter (Laboratory of Molecular Biology in Cambridge, Großbritannien) für ihre Forschung zu Peptiden und Antikörpern. Das hat das Nobelkomitee in Stockholm bei einer Pressekonferenz am Mittwochmittag bekanntgegeben.
Enzyme, die durch gerichtete Evolution entwickelt werden, dienen einer breiten Palette von Anwendungen: von Industriechemikalien über Biosprit bis zu Pharmazeutika. Mithilfe einer Methode namens Phagen-Display entwickelte Antikörper können Autoimmunerkrankungen bekämpfen und in manchen Fällen gegen metastasierende Krebserkrankungen eingesetzt werden.
"Die diesjährigen Chemienobelpreisträger wurden von der Kraft der Evolution inspiriert und verwendeten die gleichen Prinzipien – genetische Veränderung und Selektion –, um Proteine zu entwickeln, die die chemischen Probleme der Menschheit lösen", heißt es in der Begründung des Komitees.
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Die Laureaten
Frances H. Arnold hat 1993 erstmals gerichtete Evolution von Enzymen durchgeführt. Es handelt sich dabei um Proteine, die als Katalysator für chemische Reaktionen dienen. Seitdem hat sie die Methoden verfeinert, mit denen routinemäßig neue Katalysatoren entwickelt werden. Die Anwendungen von Arnolds Enzymen umfassen eine umweltfreundlichere Herstellung chemischer Substanzen wie Pharmazeutika oder die Produktion erneuerbarer Brennstoffe für einen grüneren Transportsektor. Arnold hatte zunächst Luftfahrttechnik und Maschinenbau an der Princeton University studiert und promovierte dann 1985 an der University of California, Berkeley in Chemieingenieurwesen.
1985 entwickelte George P. Smith eine elegante Methode, die als Phage-Display bekannt ist. Dabei wird ein Bakteriophage – das ist ein Virus, das Bakterien infizieren kann – zur Entwicklung neuer Proteine verwendet. Für die Entwicklung neuer Arzneistoffe und die Suche nach spezifischen Antikörpern ist dies revolutionär. Smith promovierte 1970 an der Harvard University in Bakteriologie und Immunologie.
Gregory P. Winter nutzte das Phagen-Display zur gerichteten Evolution von Antikörpern mit dem Ziel, neue Pharmazeutika herzustellen. Das erste auf dieser Methode beruhende Medikament, Adalimumab, wurde 2002 zugelassen und wird für rheumatoide Arthritis, Psoriasis und entzündliche Darmerkrankungen verwendet. Seither wurden mit Phagen-Display Antikörper produziert, die Gifte neutralisieren, Autoimmunerkrankungen entgegenwirken und in manchen Fällen metastatischen Krebs heilen können. Winter promovierte 1973 am Trinity College der University of Cambridge.
Während der Pressekonferenz des Nobelkomitees wurde Arnold aus Dallas telefonisch zugeschaltet. Das Gespräch riss jedoch kurz nach ihrer Bemerkung, sie habe noch keinen Kaffee getrunken, ab. Smith, der später für ein telefonisches Interview erreicht werden konnte, war hingegen längst wach, als er um fünf Uhr morgens von seiner Ehrung erfuhr: "Ältere Leute haben manchmal Schwierigkeiten mit dem Schlafen, wissen Sie", sagte er. Er habe den Anruf aber zunächst für einen Scherz gehalten.
Nobelpreis-Rückblick
Im Vorjahr ging die Auszeichnung an Jacques Dubochet, Joachim Frank und Richard Henderson für die Entwicklung der Kryoelektronenmikroskopie, mit der sich Biomoleküle mitten in der Bewegung einfrieren und untersuchen lassen.
Der Chemienobelpreis wurde zwischen 1901 und 2017 insgesamt 109-mal verliehen, unter den Preisträgern befanden sich bisher vier Frauen – mit Frances Arnold gibt es nun eine fünfte Laureatin. Eine Person durfte sich gleich zweimal über den Chemienobelpreis freuen: Frederick Sanger erhielt die Auszeichnung 1958 und 1980.
Lorbeeren für Immuntherapie und Laserforschung
Die diesjährige Nobelpreiswoche startete am Montag traditionell mit der Kategorie Physiologie oder Medizin: Der Preis ging an die Krebsforscher James P. Allison von der University of Texas und Tasuku Honjo von der Universität Kyoto für ihre Beiträge zur Krebsbehandlung durch Immuntherapie.
Am Dienstag wurden dann drei Laserforscher in der Kategorie Physik geehrt: Arthur Ashkin, Gérard Mourou und Donna Strickland werden für ihre Beiträge im Feld der Laserphysik ausgezeichnet, die von der Bewegung winziger Objekte durch Licht bis zur Anwendung in Augenoperationen reichen. Strickland ist die dritte Frau, die mit dem Physiknobelpreis bedacht wird, Ashkin mit 96 Jahren der älteste Nobelpreisträger in der Geschichte.
Der Nobelpreis ist mit neun Millionen schwedischen Kronen (rund 870.000 Euro) dotiert; gibt es mehrere Preisträger, wird das Geld geteilt. Übergeben werden die Nobelpreise alljährlich am 10. Dezember, dem Todestag des Stifters Alfred Nobel. (dare, jdo, trat, 3.10.2018)