Millennium-Technologiepreis 2016 für Entwicklung katalytischer Enzyme verliehen

Frances Arnold erhält den Millenniumspreis der Technology Academy Finland (TAF) als Anerkennung für ihre bahnbrechende Forschungsleistung auf dem Gebiet der sog. gerichteten Evolution, bei der die natürliche Evolution nachgeahmt wird, um im Labor neue und bessere Proteine zu gewinnen. Diese Technologie nutzt die Potenziale der Biologie und der Evolution zur Lösung zahlreicher wichtiger Probleme und ersetzt damit oft weniger effiziente und manchmal auch schädliche Technologien. Die gerichtete Evolution ermöglicht nachhaltige Entwicklung und saubere Technologie in vielen Industriebereichen, die damit nicht mehr auf nicht-erneuerbare Rohstoffe angewiesen sind.

Der alle zwei Jahre vergebene Millennium-Technologiepreis ist einer der renommiertesten Wissenschafts- und Technologiepreise der Welt. Prof. Arnold ist die erste Frau, die mit diesem Preis ausgezeichnet wird, und wird damit zu einem starken Vorbild für im Technologiesektor tätige Frauen.

Auf den Spuren der Natur

Durch gerichtete Evolution lassen sich Proteine mit nützlichen Eigenschaften entwickeln, die ohne menschliches Eingreifen nicht zustande kämen. Die von Frances Arnold entwickelte Methode erzeugt in der DNA Zufallsmutationen - ganz wie in der Natur. Die modifizierten Gene produzieren Proteine mit neuen Eigenschaften, aus denen sich der Forscher die nützlichsten heraussuchen kann; dieser Prozess wird solange wiederholt, bis das von der Industrie benötigte Leistungsniveau erreicht ist.

"Mit der gerichteten Evolution können wir das Hindernis umgehen, dass wir nicht imstande sind, zu erklären, wie Mutationen das Verhalten der Proteine beeinflussen, geschweige denn, vorherzusagen, welche dieser Mutationen vorteilhaft sind", sagt Frances Arnold. "Die schönsten, komplexesten und funktionstüchtigsten Dinge auf unserem Planeten sind durch Evolution entstanden. Jetzt können wir die Evolution nutzen, um Dinge hervorzubringen, die sich jeder menschlichen Vorausplanung entziehen. Die Evolution ist das stärkste Entwicklungsverfahren der Welt, und das sollten wir nutzen, um neue biologische Lösungen für Probleme zu finden."

Frances Arnolds Innovationen haben den langsamen und kostspieligen Prozess der Proteinmodifikation revolutioniert und werden heute von Hunderten von Laboren und Unternehmen in aller Welt benutzt. Modifizierte Proteine werden benutzt, um Prozesse zu ersetzen, die zu kostenaufwändig sind oder die bei der Herstellung von Brennstoffen, Papierprodukten, Pharmaka, Textilien und landwirtschaftlichen Chemikalien fossile Rohstoffe verwenden.

Grüne Chemie und revolutionäre Medikamente

Frances Arnold entwickelte ihre Technologie, um Enzyme zu gewinnen - Proteine, deren natürliche Funktion es ist, die Umwandlung chemischer Zusammensetzungen zu beschleunigen oder zu katalysieren.

"Gerichtete Evolution ist in Industrien anwendbar, die Biotechnologie nutzen, denn biochemische Reaktionen beruhen auf Enzymen", erklärt Professor Jarl-Thure Eriksson, der Vorsitzende des Internationalen Auswahlkomitees.

Die neue Technologie wird derzeit in den Bereichen grüne Chemie und erneuerbare Energie übernommen. Gerichtete Evolution wird zur Verbesserung von Enzymen benutzt, die Zellulose und anderen Pflanzenzucker in Biobrennstoffe und Chemikalien umwandeln. In der Tat ist die Förderung einer umweltfreundlichen chemischen Industrie auf der Grundlage von erneuerbaren Rohstoffen und Biotechnologie eines von Frances Arnolds Hauptanliegen: "Während meiner ganzen beruflichen Laufbahn war ich immer besorgt über den Schaden, den wir unserem Planeten und einander zufügen. Wissenschaft und Technologie können in beträchtlichem Maße dazu beitragen, die negativen Auswirkungen auf die Umwelt abzumildern. Noch wichtiger ist aber, dass wir unsere Lebensweise ändern, und ich denke, das ist einfacher, wenn es zu den schädlichen Verhaltensweisen gute, wirtschaftliche tragbare Alternativen gibt." "Die Auszeichnung für Frances Arnolds Innovationen kommt genau zur richtigen Zeit", sagt Professorin Marja Makarow, die Vorsitzende der TAF, "denn zahlreiche Länder, darunter auch Finnland, haben sich saubere Technologie und grünes Wachstum zum Ziel gesetzt."

Arnolds innovative Methode wird auch weithin genutzt, um Katalysatorenzyme für die Pharmaproduktion zu gewinnen. Sie hat schon zur effizienteren Produktion zahlreicher Medikamente beigetragen, darunter auch ein Mittel zur Behandlung von Typ-2-Diabetes.

Starkes Vorbild für Frauen

Frances Arnold ist Professorin für Chemieingenieurwesen, Biochemie und Bio-Ingenieurwesen am California Institute of Technology. Ihre berufliche Karriere machte sie in einem nach wie vor von Männern dominierten Wissenschaftsbereich. Zum Beispiel war sie die erste Frau, die in alle drei nationalen Akademien der USA aufgenommen wurde.

"Ich hoffe sehr, dass junge Frauen sich irgendwann vorstellen können, eine berufliche Position wie die meine zu erreichen. Und ich hoffe, dass es ein Zeichen setzt, dass der Preis an mich verliehen wurde: Ja, das bekommen Frauen hin, und zwar gut, und sie können einen Beitrag zur Verbesserung der Welt leisten und dafür Anerkennung erhalten", so die Preisträgerin.

Der Millennium-Technologiepreis ist ein finnischer Preis, mit dem Entwickler von innovativen Technologien ausgezeichnet werden, die nachhaltige Entwicklung und höhere Lebensqualität fördern. Er zählt zu den größten und renommiertesten Wissenschafts- und Technologiepreisen der Welt und wird alle zwei Jahre von der unabhängigen Stiftung Technology Academy Finland (TAF) vergeben. Der Preisgewinner wird auf Grundlage der vom Internationalen Auswahlkomitee gemachten Vorschläge vom Vorstand der TAF bestimmt.

Quelle: Technology Academy Finland