Frances H. Arnold

Frances H. Arnold

Frances Hamilton Arnold (* 25. Juli 1956) ist eine US-amerikanische Biochemikerin und Chemieingenieurin. Sie ist Professorin für Chemieingenieurwesen, Biochemie und Bio-Ingenieurwesen am Caltech (Dick and Barbara Dickinson Professor). Sie ist eine der Pioniere für Gerichtete Evolution in der Chemie.

Leben

Arnold wuchs in einem Vorort von Pittsburgh auf als Tochter des Kernphysikers William Howard Arnold. In ihrer Jugend protestierte sie gegen den Vietnamkrieg, zog aus Rebellion gegen ihr Elternhaus nach Washington D. C., wo sie die High School selbst durch Kellnern in einem Jazzclub und Taxifahren finanzierte, und war in Südamerika, um an einem Solarenergieprojekt mitzuwirken. Sie studierte Luftfahrttechnik und Maschinenbau an der Princeton University mit dem Bachelor-Abschluss 1979 und wurde 1985 an der University of California, Berkeley, in Chemie-Ingenieurwesen promoviert. Ihre Dissertation trug den Namen Design and scale-up of affinity separations. Ab 1986 war sie am Caltech.

Werk

Sie ist bekannt als einer der Pioniere der Verwendung von Methoden Gerichteter Evolution bei der Entwicklung neuer Proteine zum Beispiel für Medizin, Biokatalyse und Bio-Brennstoffe. Dabei wird DNA mit Fehlern (Mutationen) vervielfältigt und die vielversprechendsten Ergebnisse in Mikroben eingebaut zur gentechnischen Produktion der entsprechenden Proteine. Erste Versuche dazu unternahm sie 1996 bei der Optimierung eines natürlich in einer Bakterie vorkommenden Enzyms (Subtilisin E) für organische statt wässrige Umgebung. Sie hält über 30 US-Patente (2011) und beriet zahlreiche Biotechnologie- und Pharmaziefirmen, so Merck bei der Entwicklung des Diabetes-Medikaments Januvia.

Sie entwickelte Substanzen, die an Neurotransmitter koppeln und verbesserte Bildgebungsverfahren zur Erforschung des Gehirns versprechen, wo Funktionelle Magnetresonanztomographie bisher vorwiegend auf Sauerstoffgehalt des Bluts basiert.

2005 war sie Mitgründerin von Gevo Inc., die Methoden zur Erzeugung von Bio-Brennstoffen entwickeln. Sie selbst entwickelte ein Enzym, das unter anaeroben Bedingungen funktioniert und so hohe Kosten in der Belüftung spart. Sie arbeitet an Enzymen, die Biotreibstoff statt aus Zuckern aus Zellulose gewinnen.

Privates

Sie hat drei Söhne. 2005 erkrankte sie an Brustkrebs und unterzog sich einer Operation. Zu ihren Hobbys zählen Tauchen, Wandern, Fahrradfahren, Reisen.

Auszeichnungen

2005 erhielt sie die Garvan-Olin-Medaille der American Chemical Society sowie 2011 mit Willem Stemmer den Charles-Stark-Draper-Preis und die National Medal of Technology and Innovation. Sie ist Mitglied der National Academy of Sciences (2008), der American Academy of Arts and Sciences (2011), der American Association for the Advancement of Science, der National Academy of Engineering (2000) und des Institute of Medicine der National Academies der USA (2004). 2013 hielt sie die Merck-Vorlesung an der TU Darmstadt. 2016 wurde sie mit dem Millennium Technology Prize ausgezeichnet.

Schriften

• mit Phillip A. Romero: Exploring protein fitness landscapes by directed evolution. In: Nature Reviews Molecular Cell Biology. Band 10, 2009, S. 866–876, doi:10.1038/nrm2805
• Design by Directed Evolution. In: Accounts of Chemical Research. Band 31, 1998, S. 125–131, pdf
• Directed Evolution: Creating Biocatalysts for the Future. In: Chemical Engineering Science. Band 51, 1996, S. 5091–5102, doi:10.1016/S0009-2509(96)00288-6.
• mit J. C. Moore, H. M. Jin, O. Kuchner: Strategies for the in vitro Evolution of Protein Function: Enzyme Evolution by Random Recombination of Improved Sequences. In: Journal of Molecular Biology. Band 272, 1997, S. 336–347, pdf.

Weblinks

Commons: Frances Arnold – Sammlung von Bildern, Videos und Audiodateien

• Webseite am Caltech
• Arnold Group am Caltech
• Biographie beim Draper Preis
• Porträt bei Bloomberg Business Week
• Porträt Los Angeles Times, 3. Juli 2011