Uutiset, 25.5.2016
Millennium-palkinto naiselle ensi kertaa – Valjasti evoluution ihmisen hyödyksi
Amerikkalainen Frances Arnold on ensimmäinen nainen, joka voitti Millennium-palkinnon. Palkittava keksintö on suunnattu evoluutio.
Arnold muokkaa laboratoriossa kasvatettavien mikrobien geenejä niin, että ne tuottavat enemmän ja paremmin ihmisille hyödyllisiä aineita: proteiineja ja entsyymejä esimerkiksi lääkkeiksi, pesuaineiksi tai elintarvikkeiksi. Osa aineista toimii toimii työkaluina muiden kemikaalien valmistuksessa tai aineiden muokkauksessa.
Menetelmä on helppo, edullinen ja nopea.
Öljylle korvaaja
Arnoldin tutkimustyön tulokset ovat parantaneet miljoonien ihmisten elämää monin eri tavoin. Yksi esimerkki on uusi, tehokas insuliini kakkostyypin diabetekseen.
Tulevaisuudessa Arnold uskoo menetelmien voivan mullistaa koko kemian teollisuuden ja energia-alan. Muokatut mikrobit voidaan panna tuottamaan öljyä, muovia,muita materiaaleja ja polttoaineita uusiutuvasta biomassasta. Fossiilinen öljy voidaan korvata.
– Nyt öljy on liian halpaa, mutta sen hinta on aina vaihdellut. Uusiutuva energia kannattaa, kun öljyn hinta palaa pilviin.
Entsyymien avulla voi tuottaa uusia materiaaleja – esimerkiksi hiilen ja piin yhdisteitä, joita ei esiinny luonnossa.
Juuri nyt Arnold on innostunut ajatuksesta korvata maatalouden torjunta-aineet ympäristöystävällisillä vaihtoehdoilla. Mikrobit tuottavat vaarattomia hajuaineita eli feromoneja, jotka pellolle ruiskutettuina sekoittavat tuholaisten pään. Feromonien avulla hyönteiset löytävät parittelukumppaninsa, mutta jos hajua on kaikkialla, hyönteiset eivät löydä toisiaan eivätkä lisäänny.
30 äitiä ja isää
Arnold teki ratkaisevat keksintönsä Kalifornian Caltech-yliopistossa 1990-luvulla. Hän kasvatti laboratoriossa mikrobeja ja tutki niiden proteiinintuotantoa. Yksi geeni tuottaa yhden proteiinin tai entsyymin. Arnold ohjaa, auttaa ja nopeuttaa evoluutiota, mutta vain tässä yhdessä geenissä.
Kun mikrobi jakautuu, mutaatiot muuttavat geeniä ja sen tuottamaa proteiinia.
– Oivalsin, että mutaation aiheuttamaa muutosta tuotettuun proteiiniin ei voi ennustaa. Geenimuutos voi olla hyvin odottamattomassa paikassa ja kaukana geenin aktiivisista alueista. Silti se voi vaikuttaa lopputulokseen paljon.
Sattuma määrää mutaation paikan ja laadun. Evoluutio eli luonnonvalinta määrää, mitkä muutokset ovat elinkelpoisia. Luonnossa säilyvät eliölle hyödylliset muutokset.
Laboratoriossa voidaan kasvattaa myös mikrobeja, joissa muutokset ovat eliölle itselleen haitallisia ja jotka eivät selviäisi luonnossa.
Nykyaikaisilla menetelmillä geeni voidaan lukea nopeasti. Jatkojalostukseen voidaan valita mielenkiintoisimmat osat. Geenejä voidaan pätkiä, pilkkoa ja yhdistellä monin tavoin.
– Ennen kasvien ja eläinten jalostuksessa risteytettiin kaksi hyväksi todettua vanhempaa, isä ja äiti. Meillä ei ole sellaisia rajoituksia. Uudella mikrobilla voi olla 3 tai 30 vanhempaa. Jokainen on antanut isompia tai pienempiä paloja seuraavan sukupolven mikrobin geeniin.
Joka toinen vuosi jaettavan, miljoonan euron suuruisen palkinnon voittaa ihmisten elämän laatua parantavan teknologian kehittäjä.