В этом году Нобелевская премия по химии была присуждена двум ученым, преобразовавшим малоизвестный бактериальный иммунный механизм, раннее получивший название CRISPR, в универсальный инструмент, с помощью которого биологи в будущем смогут быстро, а главное, дешево редактировать геномы многих живых существ и растений.
Редактирование генома
Совместную награду за эту прорывную технологию в этом году вручили сотруднице Отделения Макса Планка по науке о патогенах французскому микробиологу Эммануэль Шарпантье (Emmanuelle Charpentier) и американскому биохимику и генетику Дженнифер Дудна (Jennifer Doudna) из Калифорнийского университета Беркли за «разработку метода редактирования генома». В своей работе, опубликованной в журнале Science в 2012 году, ученые впервые доказали, что технология CRISPR (сгруппированные регулярно чередующиеся короткие палидромовые повторы) позволяет редактировать ДНК в организованной системе пробирок. Несмотря на то, что награду за свое революционное открытие Шарпантье и Дудна получили только в нынешнем году, усовершенствованная технология на базе CRISPR широко используется учеными во всем мире уже последнее пятилетие. Новоявленный редактор генома породил целую промышленную отрасль, специализирующуюся на создании новых лекарств, здоровых продуктов питания, а также альтернативных способов борьбы с вредителями.
К разочарованию научного сообщества нынешняя Нобелевская премия по химии так и не была разделена с американским биохимиком из Института Броуда Фэном Чжаном (Feng Zhang), доказавшим через шесть месяцев после публикации открытия Шарпантье-Дудны возможность применения CRISPR в клетках млекопитающих. Как стало известно, исследования всех трех ученых вовлечены в ожесточенную битву за права обладания патентом на открытие новейшей технологии, которая, по самым скромным оценкам экспертов, может стоить не один миллиард долларов.
«Возможность разделить ДНК там, где вы хотите, произвела настоящую революцию в науках о жизни. Невзирая на то, что технология генетических ножниц была открыта всего восемь лет назад, это открытие уже успело принести огромную пользу человечеству», — считает Пернилла Виттунг Стафшеде (Pernilla Wittung Stafshede), химический биолог из Технологического университета Чалмерса.
Свой потенциал CRISPR показал в одном из самых спорных биомедицинских экспериментов современности — редактировании генома человеческих эмбрионов, проведенном китайским ученым Хэ Цзянькуя (He Jiankui), в результате которого родились двойняшки с иммунитетом против ВИЧ. Противозаконный поступок генетика из Поднебесной вызвал широкий резонанс среди ведущих ученых мира и подвергся жесткой критике мирового сообщества, добившегося тюремного заключения исследователя с полным запретом на его научную деятельность в будущем. Несмотря на это событие, Китай продолжил исследования на данном направлении, став одним из лидеров в области изучения CRISPR.
Своя минута славы
Напомним, что ни одна из прежних Нобелевских премий по химии не была присуждена паре женщин. «Это событие стало великолепным примером для молодых девушек, что и их труды могут быть оценены по достоинству наравне с мужчинами», — прокомментировала свое награждение Дженнифер Дудна, добавив, что несмотря на тесное сотрудничество обоих полов на научном поле у женщин часто складывается впечатление, что к их трудам относятся предвзято.
Хотя никого из ученых с мировым именем не удивил выбор лауреатов по химии этого года, сама Эммануэль Шарпантье была ошеломлена неожиданной новостью. «У меня имеется множество международных наград, но услышав эту новость, я так до конца не смогла поверить в то, что нам действительно присудили эту премию», — поделилась своими впечатлениями лауреат в телефонном разговоре с представителями Нобелевского комитета. В свою очередь, Дженнифер Дудна добавила, что раньше коллеги-ученые смотрели на нее с недоумением, когда она говорила, что работает над бактериальной иммунной системой. Сами бактерии используют исходную форму CRISPR как активную защиту от вирусов, разрезая их ДНК.
Своя минута славы досталась шведскому университету Умео, в котором оба лауреата трудились в момент своего революционного открытия. Именно в его лабораториях была впервые запрограммирована небольшая полоска так называемой «направленной РНК», несущей бактериальный фермент механизма CRISPR (Cas) для точечного определения ДНК последовательности, позволяющей нацелиться на определенные гены, после чего Cas разрезает двухцепочную ДНК, позволяя вставить в образовавшийся проем новый участок клеточной информации. Во многих случаях механизм репарации ДНК допускает ошибки, приводящие к повреждению биологической памяти. Таким образом отключение гена является эффективным способом изучения его нормальной роли, что представляет для ученых большой потенциал для дальнейшего изучения внутренних процессов в клетках живых организмов.
Виталий Сманцер, журнал „Neue Zeiten“ №11 (233) 2020
