На
обложке изображена Фрэнсис Арнольд (1956), американский учёный,
химик-инженер, лауреат Нобелевской премии по химии.
Фрэнсис
Арнольд родилась в Эджвуде, США, в семье физика-ядерщика Вильяма
Говарда. С самого начала казалось, что 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 барменшей и таксисткой. Несмотря на это, Арнольд все-таки
поступила в Принстон, на факультет аэрокосмической техники (потому что
туда было проще всего поступить), бросила учебу, 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, а конкретно — солнечными панелями. Даже когда страну
возглавил Рейган и на солнечные панели стали смотреть как на странную
причуду непопулярного президента (Картера), она заявляла, что от идеи «зеленых»
инноваций уже не откажется, хотя ей и пришлось искать себе новое дело.
Далее
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.
В
2018 году Фрэнсис Арнольд и ее коллеги Джордж Смит и Грегори Винтер
получили Нобелевскую премию по химии за свои открытия в области
направленной эволюции и создание новых белков. Суть работы Арнольд
эксперты премии назвали «революция в эволюции». Она сделала удивительную
вещь: законы отбора Дарвина, действующие миллиарды лет в естественной
природе, Арнольд сумела «сжать» в пробирке до нескольких часов, заставила идти
эволюцию во много тысяч раз быстрее.
«В
каждом организме есть системы защиты, которые помогают ему выживать в самых
сложных условиях, блокировать случайные мутации, — прокомментировал работу
Арнольд профессор МГУ Владимир Тишков. — А Фрэнсис Арнольд фактически
сорвала все замки защиты. Здесь задействована так называемая полимеразная
цепная реакция, которая умножает число копий ДНК. Если задать неправильные
условия, то реакция будет шлепать копии с ошибками, и у гена появятся
случайные мутации. Всего за два часа в пробирке можно получить миллиард
случайных копий мутантных генов. Из них 99 процентов окажутся ненужными,
а один процент — полезным. Его можно запускать в следующий
подобный цикл, улучшая нужные свойства». А следующий шаг был сделан
благодаря работам Смита и Винтера. Разработанный ими фаговый дисплей
позволяет получать на основе мутантных генов набор мутантных белков с заданными
свойствами.
Принесший
Арнольд Нобелевскую премию метод 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
сегодняшний день Фрэнсис Арнольд является профессором инженерной химии,
биоинженерии и биохимии Калифорнийского технологического института. Она
удостоена Национальной медали в области технологий и инноваций
и введена в Национальный зал славы изобретателей.
