MILLENNIUM TECHNOLOGY PRIZE TIL PIONERENE I DNA-SEKVENSERING

• Den britiske professorduoen Shankar Balasubramanian og David Klenerman er blitt tildelt Millennium Technology Prize-teknologipris for deres utvikling av banebrytende DNA-sekvenseringsteknikker.
• Nestegenerasjonssekvensering (NGS) som duoen har utvklet, er en teknikk som gjør at DNA-et nå kan leses rekordraskt.
• Dette fører med seg store fordeler til samfunnet, alt fra å kunne bekjempe livsfarlige sykdommer som COVID-19 eller kreft til å forstå plantesykdommer bedre og dermed kunne øke matproduksjonen.
• Republikken Finlands president Sauli Niinistö, som er prisens beskytter, tildelte prisen i en virtuell seremoni 18 mai 2021.

Shankar Balasubramanian og David Klenerman, kjemikere fra University of Cambridge, ble i dag annonsert som vinnere av Millennium Technology Prize i 2020, én av verdens mest velrenommerte vitenskaps- og teknologipriser. Prisen utdeles av Technology Academy Finland (TAF). 

Denne verdensomspennende prisen som er blitt tildelt hvert annet år siden 2004, fremhever betydningen av vitenskap og innovasjon for velfungerende samfunn. Prisbeløpet er 1 million euro. Dagens kunngjøring av prisvinneren for 2020 var blitt forsinket på grunn av covid-19-pandemien.

Professorene Balasubramanian og Klenerman oppfant sammen Solexa-Illumina-nestegenerasjonssekvensering (NGS), en teknologi som har økt vår grunnleggende forståelse av hva livet er, og omgjort biovitenskapene til «big science» ved å muliggjøre rask, presis og gunstig DNA-sekvensering – prosessen for å bestemme hele rekkefølgen av en organismes DNA – i stor skala. Etter dette grunnla de bedriften Solexa for å gjøre teknologien bredere tilgjengelig for verden.

Teknologien har omskapt – og omskaper fortsatt – både genomikk, medisin og biologi enormt og omfattende. Sammenlignet med den første sekvenseringen av menneskelig genom gjør den nye teknikken arbeidet en million ganger raskere og en million ganger billigere, noe som forteller om størrelsesorden på endringen. I 2000 tok det å sekvensere ett menneskelig genom over ti år, og det kostet over en milliard dollar. I dag kan det menneskelige genomet sekvenseres i løpet av én dag og for 1000 dollar. Hvert år sekvenseres det flere enn én million menneskelige genomer, takket være teknologien som professor Balasubramanian og professor Klenerman sammen oppfant. Dette betyr at vi kan forstå sykdommene mye bedre og mye raskere enn før.

Hvordan fungerer det?

I NGS-metoden blir DNA-et i prøven kuttet i mange korte stykker som bindes på en chip og amplifiseres lokalt.  Så blir hvert av fragmentene på chipen dekodet, én base om gangen, med hjelp av fluorescerende nukleotider som ble lagt til av et enzym. Ved å spore fargekodete nukleotider på de ulike stedene på chipen med fluorescensdetektor – og å gjenta denne prosedyren hundrevis av ganger – er det mulig å bestemme DNA-sekvensen til hvert fragment.

Den samlede data blir så analysert med avansert programvare for å sette alle disse sekvensfragmentene sammen til en fullstendig DNA-sekvens. Med NGS-metoden er det mulig å sekvensere milliarder av fragmenter parallelt, og dette gjør metoden rask, presis og meget kostnadseffektiv. Oppdagelsen av NGS var en revolutionerende og ny tilnærmingsmåte for å forstå den genetiske koden i alle levende organismer.

Hjelper med å bekjempe covid-19 globalt

Nestegenerasjonssekvensering er en effektiv måte å studere og identifisere nye koronavirusvarianter og andre patogener. Med pandemifremkomsten blir denne teknologien nå brukt for å følge etter og utforske nye koronavirusmutasjoner som skaper bekymring i hele verden. Dette arbeidet har hjulpet til å utvikle flere vaksiner som utdeles rundt om i verden, og er avgjørende for å utvikle nye vaksiner mot nye, farlige virusvarianter. Resultatene av dette arbeidet brukes også til å forebygge kommende pandemier.

Denne teknologien lar forskere og vitenskapsfolk gjenkjenne individuelle faktorer som bidrar til ulike immunsvar til covid-19. Denne informasjonen er nødvendig for å kunne avsløre grunnen til at noen mennesker svarer mye voldsommere på virus enn andre. Resultater fra slike studier kommer til å bli uvurderlige for å forstå hvordan man kan minimere sjansene for å utvikle kraftige inflammatoriske responser, noe som nå ansees som ansvarlig for noen av covid-19-symptomene.

Effekt på helsevesen og diagnostikk

NGS-teknologien har revolusjonert biologisk og biomedisinsk forskning globalt og har gjort det mulig å utvikle et bredt utvalg av relaterte teknologier, applikasjoner og innovasjoner. Takket være sin effekt er NGS tatt vidt i bruk innen helsevesen og diagnostikk som for eksempel kreft, sjeldne sykdommer, infeksjonsmedisin og sekvenseringsbaserte, ikke-invasive prenatale tester.

Teknologien brukes i økende grad for å identifisere genetiske risikogener hos pasienter med en sjelden sykdom. Per i dag brukes den for å identifisere nye kandidater som legemidler kan rettes mot i nye behandlingsmåter av vanlige sykdommer hos bestemte pasientgrupper. NGS har også bidratt i å utvikle nye og effektive biologiske behandlinger som behandlinger med antistoffer og genterapier.

Innen kreftterapi er NGS på vei til å bli den vanlige analytiske metoden for å velge persontilpassete behandlingsmetoder. Denne teknologien har betydelig forbedret vår forståelse av den grunnleggende genetiske basis for mange krefttyper, og den brukes nå ofte i kliniske tester som avdekker kreft i tidlig fase samt i diagnostikk basert på analyse av svulster og pasientenes blodprøver.

Effekt på biologi

I tillegg til medisinfaget har NGS også hatt en stor effekt på alle slags biologi, fordi metoden gjør det mulig å identifisere tydelig tusener av organismer i nesten hvilken som helst prøve. Dette er særlig viktig for jordbruks-, økologi- og biodiversitetsstudier.

Akademiprofessoren Päivi Törmä, leder av utvalgskomiteen for Millennium Technology Prize, uttalte følgende:

«Det fremtidige potensialet av NGS er enormt, og utnyttelse av teknologien er fortsatt i sin spede begynnelse. Teknologien kommer til å spille en avgjørende rolle i å fremme bærekraftig utvikling idet man kan persontilpasse legemidler, forstå og bekjempe dødelige sykdommer og dermed øke livskvaliteten. Professor Balasubramanian og professor Klenerman fortjener å vinne prisen.

Dette er den første gangen at prisen tildeles til flere enn én mottaker for den samme innovasjonen, noe som hedrer betydningen av samarbeid.

Professor Marja Makarow, leder av Technology Academy Finland, sa følgende:

«Samarbeid er en essensiell del i det å sikre en positiv endring for fremtiden. Nestegenerasjonssekvensering er et perfekt eksempel på hva som kan oppnås via teamarbeid og når personer med ulik vitenskapelig bakgrunn kommer sammen for å løse et problem.

«Teknologien som professor Balasubriam og professor Klenerman er pionerer i, har også gitt et betydelig bidrag til å oppdage koronavirus’ sekvens, som igjen har gjort det mulig å utvikle vaksiner – en seier for grenseoverskridende samarbeid – og identifisere nye varianter av covid-19.»

I sin felles uttalelse fortalte professor Shankar Balasubramanian og professor David Klenerman:

«Vi erkjenner oss glade og beærede over å motta Millennium Technology Prize. Dette er den første gangen vi mottar en internasjonal pris som anerkjenner vårt bidrag til å utvikle teknologien – men det er ikke bare vi to, men hele teamet som har spilt en sentral rolle i å utvikle teknologien, og bidrag fra alle som har inspirert oss på veien.»

Av de ni tidligere Millennium Technology Prize-vinnere har tre fortsatt videre til å vinne nobelprisen.

I morgen 19. mai 2021 kl. 16.30 (EEST) kommer professorene Balasubramanian og Klenerman holde Millenium Technology Prize-prisvinnernes forelesning og fortelle om innovasjonen sin i Millennium Innovation Forum-konferansen. Forelesningen kan følges her.

-slutt-

Kommenter til redaktører:

1. Tidslinje: Utvikling av nestegenerasjonssekvensering

1994: Professor Shankar Balasubramanian og professor David Klenerman innleder sitt samarbeid for å utvikle en ny metode for DNA-sekvensering.  Grunnlaget for deres metode er å sekvensere et stort antall DNA-molekyler på en overflate samtidig, i en rask DNA-sekvenser i miniformat.

1997: De første beregninger viser at tilnærmingsmåten kunne skaleres opp slik at man kunne sekvensere milliarder av DNA-baser i løpet av noen få dager med ett eneste instrument. Dette ville gjøre det mulig å sekvensere det menneskelige genomet raskt.

1998: For å kommersialisere innovasjonen søker professor Klenerman og professor Balasubramanian om flere sentrale patenter og danner sammen bedriften Solexa Ltd.  Det første menneskelige genomet som skal sekvenseres med denne teknologien, blir publisert.

2007: Illumina, Inc. erverver teknologien og optimaliserer den videre for å kunne sekvensere billioner av DNA-baser per eksperiment. Teknologien holder fortsatt på å omskape både genomikk, medisin og biologi enormt og omfattende.

2. Se videoen om Millennium Technology Prize-vinnere i 2020 her og last ned foto av vinnere her.

3. Millennium Technology Prize er en verdensomspennende pris på én million euro som tildeles hvert annet år til en banebrytende teknologisk innovasjon som øker menneskelig livskvalitet og fremmer bærekraftig utvikling. Vinnerinnovasjonene skal ha omfattende og positive sosiale effekter, være kommersielt levedyktige og fremme menneskehetens velstand. Millennium Technology Prize tildeles av Technology Academy Finland.

4. De ni tidligere Millennium Technology Prize-vinnere er:

• Sir Tim Berners-Lee (2004) for oppfinnelsen av World Wide Web
• Professor Shuji Nakamura (2006) for utvikling av den første effektive blåe lysdioden, som er det siste steget i å lage briljanthvit LED
• Professor Robert Langer (2008) for hans banebrytende arbeid innen kontrollert medisinlevering der legemiddelet blir frigitt i pasients kropp over tid
• Professor Michael Grätzel (2010) for tredje generasjons solceller basert på et fargestoff, noe som lover godt for vinduer som genererer elektrisitet og gunstige solcellepaneler
• Felles vinnere (2012) professor Shinya Yamanaka for etisk stamcelleforskning, og Linus Torvalds for Linux, open-source-operativsystem som er blitt grunnlaget for Android-smarttelefoner, netbrett, digitale TV med opptaker og superdatamaskiner verden over
• Professor Stuart Parkin (2014) for å ha utviklet datalagringstetthet og gjort det mulig å ha magnetisk datalagring med tusen ganger større lagringskapasitet
• Dr. Frances Arnold (2016) for hennes arbeid innen styrt evolusjon, og
• Dr. Tuomo Suntola (2018) for atomlagdeponering (ALD) som gjør det mulig å produsere nanotynne materialer for mikroprosessorer og digitale lagringsenheter, noe som har bidratt i å revolusjonere smarttelefoner.

5. Mediakontakter og intervjuforespørsler:
   Alex Jungwirth, Apollo Strategic Communications
   alex.jungwirth@apollostrategiccomms.com
   +44 (0) 795 895 5795